03 生命活动的调节 学案(原卷版+解析版)2024年高考备考生物三轮冲刺主观题精讲精炼

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03 生命活动的调节 学案(原卷版+解析版)2024年高考备考生物三轮冲刺主观题精讲精炼

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大题03 生命活动的调节
【高考真题分布】
考点 考向 高考考题分布
生命活动的调节 动物神经调节、体液调节、免疫调节等共同维持内环境的稳态。 动物生命活动的实验设计。 生长素及其他植物激素的关系及应用。 植物生命活动调节的实验分析。 2023山东卷 2023广东卷 2023海南卷 2023天津卷 2023北京卷 2023山西卷 2023浙江卷 2023重庆卷 2023湖北卷 2023湖南卷 2023河北卷 2022北京卷
【题型解读】
一、个体生命活动调节:动物神经调节、体液调节、免疫调节等共同维持内环境的稳态是每年的必考题,其中对神经调节和体液调节考查较多,近年对免疫与健康部分也有较多考查。除了对神经-体液-免疫调节网络的基础知识进行考查外,还对课本涉及的实验过程进行深度考查,侧重考查学生在具体情境中解决问题的能力,提升考生的科学探究能力。植物生命活动的调节常结合代谢部分进行深度考查,主要考查考生结合农业生产时的具体应用和实验探究能力。
二、动物生命活动与人的生活和人体健康密不可分,在生活、生产实践中,与动物生命活动相关的情景比比皆是。动物生命活动是高考命题的热点。通过分析近几年试题,发现机体对环境的适应性调节(血糖调节、体温调节、甲状腺激素的分级调节等),免疫的具体应用及分析、脊椎动物激素在生产和生活中的应用等,通过具体的生活、生产实践以及科研成果等情境在高考试题中得以考查,是本部分内容中的高频考点。科学研究对人体健康的探索从未停止,相关的论文也成为试题体情境,多以实验过程、结果分析的形式呈现,对考生的综合能力要求较高。
三、预测2024年可能从兴奋在神经细胞间的传递、针对某一稳态事例的分析、特异性免疫过程、传染病的预防、激素调节、环境因素对植物生命活动的调节结合光合作用的具体实例等方面选择素材命题,这些都可以借助生活、生产实践及科研成果等情景进行考查。因此,在复习时要关注最新的科研成果,明确与生物学相关的内容,从生活、生产实践入手,以实践强化知识的系统化、条理化和综合化。要从不同渠道搜集相应的资料、文献、数据等创设情景,进行相关的实验探究及分析推理等。
典例一:神经-体液-免疫调节网络基本过程
1.(2023·海南·高考真题)甲状腺分泌的甲状腺激素(TH)可调节人体多种生命活动。双酚A(BPA)是一种有机化合物,若进入人体可导致甲状腺等内分泌腺功能紊乱。下丘脑—垂体—甲状腺(HPT)轴及BPA作用位点如图。回答下列问题。

(1)据图可知,在TH分泌的过程中,过程①②③属于 调节,过程④⑤⑥属于 调节。
(2)TH是亲脂性激素,可穿过特定细胞的质膜并进入细胞核内,与核内的TH受体特异性结合。这一过程体现激素调节的特点是 。
(3)垂体分泌的生长激素可促进胸腺分泌胸腺素。胸腺素刺激B细胞增殖分化形成浆细胞,产生抗体。这说明垂体除参与体液调节外,还参与 。
(4)甲状腺过氧化物酶(TPO)是合成TH所必需的酶,且能促进甲状腺上促甲状腺激素(TSH)受体基因的表达。研究发现,进入人体的BPA能抑制TPO活性,可导致血液中TH含量 ,其原因是 。
(5)有研究表明,BPA也能促进皮质醇分泌,抑制睾酮分泌,说明BPA除影响HPT轴外,还可直接或间接影响人体其他内分泌轴的功能。这些内分泌轴包括 。
【答案】
(1) 分级 反馈
(2)作用于靶细胞、靶器官
(3)免疫调节
(4) 减少 BPA能抑制TPO活性,导致甲状腺上促甲状腺激素(TSH)受体基因的表达减少,进而表现为促甲状腺激素作用效果下降,TH分泌少。
(5)下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴和下丘脑—垂体—性腺轴。
【分析】下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素,进而促进代谢增加产热,这属于分级调节。当甲状腺激素含量过多时,会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动,这叫做负反馈调节。
【详解】
(1)据图可知,在TH分泌的过程中,过程①②③属于分级调节,分级调节放大激素的调节效应,形成多级反馈,有利于精细调控,从而维持机体的稳态,过程④⑤⑥属于反馈调节,通过该调节过程维持了激素含量的稳定。
(2)TH是亲脂性激素,可穿过特定细胞的质膜并进入细胞核内,与核内的TH受体特异性结合。这一过程体现激素调节的特点表现为作用于靶细胞、靶器官的特点。
(3)垂体分泌的生长激素可促进胸腺分泌胸腺素。胸腺素刺激B细胞增殖分化形成浆细胞,产生抗体。这说明垂体除参与体液调节外,还参与免疫调节,进而可以提高机体的抵抗力。
(4)甲状腺过氧化物酶(TPO)是合成TH所必需的酶,且能促进甲状腺上促甲状腺激素(TSH)受体基因的表达。研究发现,进入人体的BPA能抑制TPO活性,则会导致甲状腺合成的促甲状腺激素受体减少,进而可导致血液中TH含量减少,引发相关疾病。
(5)有研究表明,BPA也能促进皮质醇分泌,抑制睾酮分泌,说明BPA除影响HPT轴外,还可直接或间接影响人体其他内分泌轴的功能。这些内分泌轴包括下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴和下丘脑—垂体—性腺轴。
2.(2023·全国·高考真题)人体心脏和肾上腺所受神经支配的方式如图所示。回答下列问题。

(1)神经元未兴奋时,神经元细胞膜两侧可测得静息电位。静息电位产生和维持的主要原因是 。
(2)当动脉血压降低时,压力感受器将信息由传入神经传到神经中枢,通过通路A和通路B使心跳加快。在上述反射活动中,效应器有 。通路A中,神经末梢释放的可作用于效应器并使其兴奋的神经递质是 。
(3)经过通路B调节心血管活动的调节方式有 。
【答案】
(1)钾离子外流
(2) 传出神经末梢及其支配的肾上腺和心肌 去甲肾上腺素
(3)神经—体液调节
【分析】
1、静息时,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位,兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋传导的方向与膜内电流方向一致。
2、兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
【详解】
(1)静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位。
(2)效应器由传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体,则图中的效应器为传出神经末梢及其支配的肾上腺和心肌。通路A中,在突触间以乙酰胆碱为神经递质传递兴奋,在神经元与心脏细胞之间以去甲肾上腺素为神经递质传递兴奋,其中只有去甲肾上腺素作用的是效应器(心脏),所以神经末梢释放的可作用于效应器并使其兴奋的神经递质是去甲肾上腺素。
(3)通路B神经中枢通过控制肾上腺分泌肾上腺素调节心血管活动,有神经细胞的参与,也有内分泌腺的参与,所以经过通路B调节心血管活动的调节方式为神经-体液调节。
一、神经调节
(1)兴奋的产生机制
(2)兴奋的传导与传递
(3)“二看法”判断电流计指针偏转(两电极均在神经细胞膜外)
二、体液调节相关知识归纳
(1)辨析人体生命活动调节的三种方式
(2)理清激素调节的几个关键点
三、下丘脑参与的血糖、体温、水盐平衡的调节机制
(1)血糖平衡调节
①胰岛B(A)细胞→胰岛素(胰高血糖素)分泌增加→血糖降低(升高)。
胰高血糖素分泌增加→刺激胰岛B细胞→胰岛素分泌增加→血糖降低。
②神经—体液调节途径:血糖含量升高(降低)时→刺激下丘脑有关神经细胞→胰岛B细胞(肾上腺和胰岛A细胞)→分泌胰岛素(肾上腺素和胰高血糖素)→血糖含量降低(升高)。
③影响胰岛素分泌的信号分子有葡萄糖、神经递质和胰高血糖素;影响胰高血糖素分泌的信号分子有葡萄糖、神经递质和胰岛素。
(2)体温平衡调节
(3)水盐平衡调节
①神经调节途径:细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器→大脑皮层→产生渴感→主动饮水,补充水分。
②神经—体液调节途径:细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器→垂体抗利尿激素→肾小管和集合管重吸收水增多→尿量减少。
四、免疫调节
(1)体液免疫、细胞免疫过程
(2)免疫调节要点归纳
(3)信号分子相关知识归纳
(2024·山东烟台·一模)存在于海马突触中的神经递质一氧化氮(NO)能向突触前膜逆向传逆信息,这是生物体学习与记忆的基础,NO的含量不同会触发不同的生物学效应,作用机制如下图。

(1)当NO含量较低时,NO通过途径 刺激突触前膜以 方式释放兴奋性神经递质,该释放方式的意义是 。兴奋性神经递质使突触后神经元持续兴奋,此时突触后膜膜内侧局部电流的方向与兴奋传导的方向 (填“相同”或“相反”),这一过程有助于提高学习与记忆能力。
(2)长期睡眠不足会导致NO含量增加,进而引起学习效率下降。结合图示作用机制分析,NO含量增加导致学习效率下降的原因是 。(答出两点即可)
(3)研究发现,NO含量异常还会影响树突状细胞的功能,进而影响辅助性 T 细胞分泌免疫活性物质,使机体 (填“体液免疫”“细胞免疫”或“体液免疫和细胞免疫”)能力下降。
【答案】
(1) Ⅲ 胞吐 短时间内使神经递质大量释放,从而有效实现神经兴奋的快速传递 相同
(2)NO含量增加,通过途径Ⅰ抑制突触前神经元的线粒体的功能,使神经元出现供能障碍,进而引起学习效率下降;此外NO还可通过途径Ⅱ促进突触前膜的突触小泡释放抑制性神经递质,阻断突触前膜和突触后膜的兴奋传递,使学习和记忆能力下降
(3)体液免疫和细胞免疫
【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末稍时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
【详解】
(1)分析题图可知,当NO含量较低时,NO通过途径Ⅲ刺激突触前膜以胞吐方式释放兴奋性神经递质,该释放方式的意义是短时间内使神经递质大量释放,从而有效实现神经兴奋的快速传递。兴奋在神经纤维上传导方向与膜内局部电流的方向一致,而与膜外局部电流的方向相反;兴奋性神经递质使突触后神经元持续兴奋,此时突触后膜膜内侧局部电流的方向与兴奋传导的方向相同,这一过程有助于提高学习与记忆能力。
(2)长期睡眠不足会导致NO含量增加,进而引起学习效率下降;分析题图可知,NO含量增加,通过途径Ⅰ抑制突触前神经元的线粒体的功能,使神经元出现供能障碍,进而引起学习效率下降;此外NO还可通过途径Ⅱ促进突触前膜的突触小泡释放抑制性神经递质,阻断突触前膜和突触后膜的兴奋传递,使学习和记忆能力下降。
(3)辅助性T细胞在体液免疫和细胞免疫中均发挥作用,故NO含量异常还会影响树突状细胞的功能,进而影响辅助性T 细胞分泌免疫活性物质,使机体体液免疫和细胞免疫能力下降。
典例二:动物个体生命调节实验探究与分析
1.(2023·湖北·高考真题)我国科学家研制出的脊髓灰质炎减毒活疫苗,为消灭脊髓灰质炎作出了重要贡献。某儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸后,其血清抗体浓度相对值变化如图所示。
回答下列问题:
(1)该疫苗保留了脊髓灰质炎病毒的 。
(2)据图判断,该疫苗成功诱导了机体的 免疫反应,理由是 。
(3)研究发现,实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后,发生了肢体运动障碍。为判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致,以电刺激的方法设计实验,实验思路是
,预期实验结果和结论是 。
(4)若排除了脊髓灰质炎病毒对该动物骨骼肌的直接侵染作用,确定病毒只侵染了脊髓灰质前角(图中部位①)。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器,与未感染动物相比,感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是: ,神经-肌肉接头部位③处的信息传递变化是: 。
【答案】
(1)抗原性
(2) 体液 血清中相关抗体浓度增多了
(3) 用适宜大小的电刺激该动物的效应器(骨骼肌)部位,观察该动物的肢体运动情况(或骨骼肌是否收缩) 若骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),则脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤;若骨骼肌收缩(或肢体运动正常),则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤。
(4) 电信号传导受阻 不能产生化学信号
【分析】
1、反射是神经调节的基本方式,反射的结构基础是反射弧,反射弧由感受器、传入神经、神经中枢和传出神经及效应器组成。
2、兴奋在反射弧中经过突触进行传递时,神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,使突触后膜发生电位变化。
3、减毒疫苗是将病原微生物(细菌和病毒)在人工条件下使其丧失致病性,但仍保留其繁衍能力和免疫原性,以此制成减毒活疫苗。
【详解】
(1)脊髓灰质炎减毒活疫苗保留了该病毒的抗原性,能引起机体产生特异性免疫。
(2)据图判断,该疫苗成功诱导了机体的体液免疫反应,理由是儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸一段时间后,血清中相关抗体浓度增多了。
(3)实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后,发生了肢体运动障碍。为了判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致,若骨骼肌功能损伤,则用电刺激骨骼肌(效应器),则骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),否则收缩(或肢体运动正常)。因此实验思路是用适宜大小的电刺激该动物的肢体效应器(骨骼肌)部位,观察该动物的肢体运动情况(或骨骼肌是否收缩)。若骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),则脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤;若骨骼肌收缩(或肢体运动正常),则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤。
(4)脊髓灰质炎病毒只侵染了脊髓灰质前角,即运动神经元功能损伤,失去传递电信号以及产生神经递质的功能。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器,与未感染动物相比,感染动物的神经纤维②受到损伤,不能接受上一个神经元释放的神经递质(化学信号的刺激),从而导致神经纤维②不能传递电信号(或神经冲动),故感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是电信号传导受阻。正常情况下,神经-肌肉接头部位③相当于一个突触,会发生电信号-化学信号-电信号的转变,感染感染脊髓灰质炎病毒的动物的神经纤维②功能受损,不能释放神经递质,故神经-肌肉接头部位③处的信息传递变化是不能产生化学信号。
2.(2023·浙江·高考真题)运动员在马拉松长跑过程中,机体往往出现心跳加快,呼吸加深,大量出汗,口渴等生理反应。马拉松长跑需要机体各器官系统共同协调完成。
回答下列问题:
(1)听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程属于 反射。长跑过程中,运动员感到口渴的原因是大量出汗导致血浆渗透压升高,渗透压感受器产生的兴奋传到 ,产生渴觉。
(2)长跑结束后,运动员需要补充水分。研究发现正常人分别一次性饮用1000mL清水与1000mL生理盐水,其排尿速率变化如图甲所示。

图中表示大量饮用清水后的排尿速率曲线是 ,该曲线的形成原因是大量饮用清水后血浆被稀释,渗透压下降, 。从维持机体血浆渗透压稳定的角度,建议运动员运动后饮用 。
(3)长跑过程中,运动员会出现血压升高等机体反应,运动结束后,血压能快速恢复正常,这一过程受神经-体液共同调节,其中减压反射是调节血压相对稳定的重要神经调节方式。为验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,根据提供的实验材料,完善实验思路,预测实验结果,并进行分析与讨论。
材料与用具:成年实验兔、血压测定仪、生理盐水、刺激电极、麻醉剂等。
(要求与说明:答题时对实验兔的手术过程不作具体要求)
①完善实验思路:
I.麻醉和固定实验兔,分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接,测定血压,血压正常。在实验过程中,随时用 湿润神经。
Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用 ,测定血压,血压下降。
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经(如图乙所示)。分别用适宜强度电刺激 ,分别测定血压,并记录。

IV.对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。
②预测实验结果: 。
设计用于记录Ⅲ、IV实验结果的表格,并将预测的血压变化填入表中。
③分析与讨论:
运动员在马拉松长跑过程中,减压反射有什么生理意义? 。
【答案】
(1) 条件 大脑皮层
(2) 曲线A 减轻对下丘脑渗透压感受器的刺激,导致抗利尿激素分泌减少,使肾小管和集合管对水的重吸收减少,引起尿量增加 淡盐水
(3) 生理盐水 适宜强度电刺激迷走神经 减压神经中枢端和外周端 长跑过程中,运动员血压升高,通过减压反射使血压在较高水平维持相对稳定
【分析】
1、人体的水平衡调节过程:当人体失水过多、饮水不足或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素增多→肾小管、集合管对水分的重吸收增加→尿量减少。同时大脑皮层产生渴觉(主动饮水)。
2、条件反射是人出生以后在生活过程中逐渐形成的后天性反射,是在非条件反射的基础上,在大脑皮层参与下完成的,是高级神经活动的基本方式。
【详解】
(1)听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程是后天学习和训练习得的,属于条件反射;所有感觉的形成部位都是大脑皮层,渴觉的产生部位也是大脑皮层。
(2)据图可知,曲线A表示的是饮用清水的曲线,判断的依据是:饮用清水后,引起血浆渗透压降低,从而减轻对下丘脑渗透压感受器的刺激,导致抗利尿激素分泌减少,使肾小管和集合管对水的重吸收减少,引起尿量增加;血浆渗透压主要与无机盐和蛋白质的含量有关,为维持机体血浆渗透压稳定,应引用淡盐水,以同时补充水分和无机盐离子。
(3)分析题意,本实验目的是验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,则实验可通过刺激剪断后的中枢端和外周段,然后通过血压的测定进行比较,结合实验材料可设计实验思路如下:
①完善实验思路:I.麻醉和固定实验兔,分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接,测定血压,血压正常。在实验过程中,随时用生理盐水湿润神经,以保证其活性。
Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用适宜强度电刺激迷走神经,测定血压,血压下降。
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经(如图乙所示)。分别用适宜强度电刺激减压神经的中枢端和外周段,分别测定血压,并记录。
IV.对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。
②预测实验结果:由于减压神经被切断,刺激中枢端,兴奋仍可传出,则预期结果是血压上升。刺激外周端,兴奋不能传入,血压不变。对迷走神经进行实验,结果相反。表格可设计如下:

③分析题意可知,运动员会出现血压升高等机体反应,运动结束后,血压能快速恢复正常,这一过程称为减压反射,在马拉松长跑过程中,减压反射可使血压保持相对稳定,避免运动员在运动过程中因血压升高而导致心血管功能受损。
一、反射弧中各结构的判断方法
根据以上方法,可以判断出A为感受器,B为传入神经,C为神经中枢,D为传出神经,E为效应器。
二、探究兴奋的传导和传递特点
(1)探究兴奋在神经纤维上的传导
(2)探究兴奋在神经元之间的传递
三、动物激素相关的实验
(1)一般思路
(2)方法示例
①验证甲状腺激素的生理功能
a.饲喂法
b.摘除法和注射法
②验证胰岛素的生理功能
(3)实验成功关键点
①根据激素的化学本质,选择不同的实验方法:下丘脑、垂体和胰岛分泌的激素多为多肽类或蛋白质类,多肽类、蛋白质类激素易被消化酶所分解,故一般采用注射法,不宜口服。雄激素、雌激素、孕激素等固醇类激素和甲状腺激素、肾上腺素等氨基酸衍生物类激素既可以口服,也可以注射。
②动物分组的基本要求:选择性别、年龄、体重、生长状况相似的动物平均分组,每组要有数量相等的多只动物。
③实验设计时要注意设置对照实验,控制变量个数,保证单一变量。
④进行注射实验时空白对照组应注射生理盐水(不可用蒸馏水),进行饲喂实验时,空白对照组可使用蒸馏水。
四、免疫相关的实验探究
(1)验证T细胞起细胞免疫作用
①将大小、健康状况等相同的实验动物随机均分为三组,对照组(A组)和实验组(B1组、B2组)。
②实验组:切除胸腺,同时给B1组再注入适量T细胞,进行异体皮肤移植。对照组:做切除手术操作,但是不切除胸腺,进行异体皮肤移植。
③观察移植皮肤生长状况,A组、B1组移植皮肤被排斥,B2组移植皮肤未被排斥。
(2)抗体专一性证明
①实验动物(大小、年龄、健康状况等相同)随机均分为A、B两组,同时注射某种流感疫苗。
②一段时间后,对A组注射一定量该种流感病毒、B组注射等量不同种流感病毒,观察两组实验动物的患病情况。
(3)证明血清抗体有治疗作用(以破伤风为例)
①实验鼠(大小、年龄、健康状况等相同)随机均分为A、B两组。
②A、B组注射等量的破伤风毒素,A组再注射从已经获得破伤风免疫力的小鼠体内分离的血清,B组注射等量生理盐水。
③观察两组小鼠的患病情况。
(4)疫苗免疫预防的有效性检验
①将大小、年龄、健康状况等相同的实验动物随机均分为对照组和多个实验组,每组若干只动物。
②对照组的处理:接种不含疫苗的接种剂,一段时间后再接种病毒。
实验组的处理:接种疫苗,和对照组等待相同时间后再接种等量病毒。为确定该疫苗的有效浓度,不同实验组动物需接种不同浓度的病毒疫苗。
③分析实验结果:统计实验组和对照组动物的发病率或检测抗体的生成情况。
(2024·贵州贵阳·模拟预测)情绪的变化会影响体内激素的分泌。面对压力时,一定强度的应激反应有助于发挥潜力、维持内环境的稳态,但强烈且持续的应激会诱发免疫疾病、精神疾病,甚至癌症。如图为人在情绪压力(如疼痛、恐惧等)下,肾上腺皮质、肾上腺髓质和胰岛细胞(甲)参与的应激反应模式图,其中A~F代表激素,细胞a和细胞b来自胰岛组织。
回答下列问题:
(1)在恐惧紧张的环境中,肾上腺髓质分泌的激素C会增加,作用于肝细胞,其作用机理可能与激素 (填字母)相似,协同作用使血糖浓度升高。强烈且持续情绪压力刺激,从免疫角度分析,会产生抗体攻击细胞b引起的血糖调节紊乱属于 病。
(2)激素F的调节属于 轴调控的分级调节,推测情绪压力刺激下,血浆中激素F的含量大于激素E,从分级调节的意义分析,原因是 。
(3)研究发现,注射适量的药物M或切除肾上腺均可以缓解情绪引起压力的长期效应,同时使小鼠代谢下降,因此推测药物M对激素F的分泌具有一定的抑制作用。请以小鼠为材料设计实验证明上述推测是正确的。请写出实验设计的思路: 。
【答案】(1) A 自身免疫
(2)下丘脑—垂体—肾上腺皮质
(3)分级调节可以放大激素的调节效应
(4)选取多只生长发育正常小鼠均分为甲、乙、丙三组,分别测定它们的基础F激素,即肾上腺皮质激素的分泌量。 甲组小鼠不做处理,乙组小鼠摘除肾上腺,丙组小鼠注射适量的药物M,三组小鼠均置于压力环境中一段时间后,检测甲乙丙三组小鼠的F激素,即肾上腺皮质激素的分泌量。若肾上腺皮质激素含量为甲>丙>乙,可证明药物M对激素F的分泌具有一定的抑制作用。
【分析】情绪压力可以刺激下丘脑,在神经调节方面,下丘脑通过可以控制肾上腺髓质分泌激素肾上腺素,引起压力的短期效应;在体液调节方面,下丘脑会分泌出激素促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体,垂体分泌出激素促肾上腺皮质激素,作用于肾上腺皮质产生肾上腺皮质激素,引起压力的长期效应。
【详解】
(1)据图分析,A使糖原脂肪转化为葡萄糖,因此A为胰高血糖素,肾上腺髓质分泌的激素C是肾上腺素,其作用机理可能与激素A作用相似,协同作用使血糖浓度升高。抗体攻击细胞b引起的血糖调节紊乱属于自身免疫病。
(2)下丘脑能分泌激素D作用到垂体,垂体分泌激素E作用到肾上腺皮质,使其合成并分泌糖皮质激素,因此下丘脑、垂体和肾上腺皮质之间存在分层调控,是一个分级调节系统,也称为下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴。情绪压力刺激下,血浆中激素F的含量大于激素E,这种分级调节的意义是可以放大激素的调节效应。
(3)注射适量的药物M或切除肾上腺均可以缓解情绪引起压力的长期效应,同时使小鼠代谢下降,因此推测药物M对激素F的分泌具有一定的抑制作用。实验设计的思路:选取多只生长发育正常小鼠均分为甲、乙、丙三组,分别测定它们的基础F激素,即肾上腺皮质激素的分泌量。 甲组小鼠不做处理,乙组小鼠摘除肾上腺,丙组小鼠注射适量的药物M,三组小鼠均置于压力环境中一段时间后,检测甲乙丙三组小鼠的F激素,即肾上腺皮质激素的分泌量。若肾上腺皮质激素含量为甲>丙>乙,可证明药物M对激素F的分泌具有一定的抑制作用。
典例三:生长素和其他植物激素的作用
1.(2023·天津·高考真题)研究人员探究植物根部生长素运输情况,得到了生长素运输方向示意图(图1)
(1)生长素从根尖分生区运输到伸长区的运输类型是 。
(2)图2是正常植物和某蛋白N对应基因缺失型的植物根部大小对比及生长素分布对比,据此回答:
(i)N蛋白基因缺失,会导致根部变短,并导致生长素在根部 处(填“表皮”或“中央”)运输受阻。
(ii)如图3,在正常植物细胞中,PIN2蛋白是一种主要分布在植物顶膜的蛋白,推测其功能是将生长素从细胞 运输到细胞 ,根据图3,N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2蛋白分布特点为: 。
(3)根据上述研究,推测N蛋白的作用是: ,从而促进了伸长区细胞伸长。
【答案】
(1)极性运输(主动运输)
(2) 表皮 内 外 除了顶膜还大量分布于侧膜和细胞质
(3)③维持PIN2在表皮细胞膜上的正确定位,保证生长素沿正确方向 运输
【分析】生长素的产生:生长素的主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子,由色氨酸经过一系列反应转变而成。运输:胚芽鞘、芽、幼叶、幼根中:生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端,而不能反过来运输,称为极性运输;在成熟组织中:生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。
【详解】
(1)据图可知,生长素从根尖分生区运输到伸长区的运输是从形态学的上端向形态学的下端运输,属于极性运输,运输方式是主动运输。
(2)(i)分析图2,N蛋白缺失型个体的根部明显缩短,且据生长素的分布情况可知,伸长区生长素较少,据此可推测生长素在根部表皮运输受阻。
(ii)据图3可知,正常型个体和N蛋白缺失型个体顶膜的PIN2蛋白含量相同,侧膜和细胞质中没有分布,结合图1推测,推测其功能是将生长素从细胞内运输至细胞外;而N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2蛋白分布特点为:顶膜处最多,侧膜和细胞质中也有分布,但是相等较少,其中细胞质中含量最少。
(3)根据上述研究,正常型个体只有顶膜有PIN蛋白分布,而N蛋白缺失型个体则在多处都有分布,推测N蛋白的作用是:维持PIN2在表皮细胞膜上的正确定位,保证生长素沿正确方向 运输。
2.(2023·山西·高考真题)植物的生长发育受多种因素调控。回答下列问题。
(1)细胞增殖是植物生长发育的基础。细胞增殖具有周期性,细胞周期中的分裂间期为分裂期进行物质准备,物质准备过程主要包括 。
(2)植物细胞分裂是由生长素和细胞分裂素协同作用完成的。在促进细胞分裂方面,生长素的主要作用是 ,细胞分裂素的主要作用是 。
(3)给黑暗中生长的幼苗照光后幼苗的形态出现明显变化,在这一过程中感受光信号的受体有 (答出1点即可),除了光,调节植物生长发育的环境因素还有 (答出2点即可)。
【答案】
(1)DNA分子复制和有关蛋白质的合成
(2) 促进细胞核的分裂 促进细胞质的分裂
(3) 光敏色素 温度、重力
【分析】光敏色素是一类蛋白质(色素-蛋白复合体)分布在植物的各个部位,其中在分生组织的细胞内比较丰富。受到光照射后→光敏色素结构会发生变化→这一变化的信息传导到细胞核内→基因选择性表达→表现出生物学效应。
【详解】
(1)细胞周期中的分裂间期为分裂期进行物质准备,物质准备过程主要包括DNA分子复制和有关蛋白质的合成。
(2)在促进细胞分裂方面,生长素的主要作用是促进细胞核的分裂,而细胞分裂素主要表现在促进细胞质的分裂,二者协调促进细胞分裂的完成,表现出协同作用。
(3)植物能对光作出反应,是因为其具有能接受光信号的分子,给黑暗中生长的幼苗照光后幼苗的形态出现明显变化,在这一过程中感受光信号的受体有光敏色素,光敏色素接受光照后,结构发生改变,该信息传导到细胞核,进而调控基因的表达,表现出生物学效应;除了光,温度(如植物代谢会随温度不同而有旺盛和缓慢之分)、重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育。
一、有关生长素的要点整合
(1)生长素的三种运输
(2)根的向地性和茎的背地性
(3)利用“三看法”判断生长素的作用特点
二、植物激素间的相互关系
(1)明确植物激素的两大作用
(2)生长素与乙烯的相互作用机理
(3)生长素与赤霉素的相互作用机理
三、环境因素参与调节植物的生命活动
四.植物生命活动中多个影响因素之间的关系
(2024·吉林白山·二模)土壤盐碱化会严重影响棉花的产量,但棉花对土壤盐碱化有一定的耐受性,这与Ca2+跨膜运输有关,其机理如图所示,回答下列问题:
(1)将棉花种植在盐碱地(盐胁迫),棉花根细胞的Na+排出细胞的方式是 (填“主动运输”或“被动运输”),据图,判断的依据是 (答出1点即可)。
(2)研究显示,盐胁迫会导致叶绿素的合成减少,据此分析,盐胁迫导致的棉花净光合速率(总光合速率-呼吸速率)下降的原因是 。
(3)据图可知,盐胁迫条件下,细胞内脱落酸浓度升高,激活SNF蛋白,促进基因表达出更多的E蛋白,通过E蛋白可以进一步调节盐胁迫对棉花的影响,使棉花对土壤盐碱化有一定耐受性。由此说明:植物生长发育的调控,是由 和基因表达调控共同调节的。
【答案】(1) 主动运输 Na+从低浓度侧向高浓度侧运输,借助H+的浓度差,产生的电化学势能
(2)盐胁迫会导致叶绿素的合成减少,吸收光能减少,光反应产生的ATP和NADPH减少,导致暗反应合成的有机物减少,总光合速率下降,而呼吸速率不变,净光合速率下降
(3)环境因素、激素调节
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括:自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度,不需要载体,不需要能量;协助扩散是从高浓度到低浓度,不需要能量,需要载体;主动运输从低浓度到高浓度,需要载体,需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐,不需要载体,消耗能量。
【详解】
(1)据图,盐胁迫条件下,Na+从低浓度侧向高浓度侧运输,借助H+的浓度差,产生的电化学势能,方式是主动运输。
(2)叶绿素可参与植物光合作用的光反应过程,盐胁迫会导致叶绿素的合成减少,吸收光能减少,光反应产生的ATP和NADPH减少,导致暗反应合成的有机物减少,总光合速率下降,而呼吸速率不变,净光合速率下降。
(3)据图可知,盐胁迫(环境因素)条件下,细胞内脱落酸浓度升高,激活SNF蛋白(激素调节),促进基因表达出更多的E蛋白(基因表达),通过E蛋白可以进一步调节盐胁迫对棉花的影响,使棉花对土壤盐碱化有一定耐受性,故植物生长发育的调控,是由环境因素、激素调节和基因表达调控共同调节的。
典例四:植物激素相关实验分析
(2023·湖北·高考真题)乙烯(C2H4)是一种植物激素,对植物的生长发育起重要作用。为研究乙烯作用机制,进行了如下三个实验。
【实验一】乙烯处理植物叶片2小时后,发现该植物基因组中有2689个基因的表达水平升高,2374个基因的表达水平下降。
【实验二】某一稳定遗传的植物突变体甲,失去了对乙烯作用的响应(乙烯不敏感型)。将该突变体与野生型植株杂交,F1植株表型为乙烯不敏感。F1自交产生的F2植株中,乙烯不敏感型与敏感型的植株比例为9:7.
【实验三】科学家发现基因A与植物对乙烯的响应有关,该基因编码一种膜蛋白,推测该蛋白能与乙烯结合。为验证该推测,研究者先构建含基因A的表达载体,将其转入到酵母菌中,筛选出成功表达蛋白A的酵母菌,用放射性同位素14C标记乙烯(14C2H4),再分为对照组和实验组进行实验,其中实验组是用不同浓度的14C2H4与表达有蛋白A的酵母菌混合6小时,通过离心分离酵母菌,再检测酵母菌结合14C2H4的量。结果如图所示。
回答下列问题:
(1)实验一中基因表达水平的变化可通过分析叶肉细胞中的 (填“DNA”或“mRNA”)含量得出。
(2)实验二F2植株出现不敏感型与敏感型比例为9:7的原因是 。
(3)实验三的对照组为:用不同浓度的14C2H4与 混合6小时,通过离心分离酵母菌,再检测酵母菌结合14C2H4的量。
(4)实验三中随着14C2H4相对浓度升高,实验组曲线上升趋势变缓的原因是 。
(5)实验三的结论是 。
【答案】
(1)mRNA
(2)控制对乙烯敏感度的基因有两对,这两对基因遵循自由组合定律
(3)不表达蛋白A的酵母菌
(4)导入酵母菌的蛋白A基因控制合成的蛋白A数量有限
(5)基因A与植物对乙烯的响应有关
【分析】乙烯是一种植物激素,具有催熟作用。
【详解】
(1)基因表达包含转录和翻译两个过程,转录的产物是mRNA,mRNA也是翻译的模板,所以分析叶肉细胞中的mRNA含量可知道实验一中基因表达水平的变化。
(2)将突变体甲与野生型植株杂交,得到F1,F1自交产生的F2植株中,乙烯不敏感型与敏感型的植株比例为9:7,是9:3:3:1的变式,说明控制乙烯敏感度的基因有两对,并且这两对基因符合自由组合定律。
(3)该实验目的是通过基因A控制的蛋白质能与乙烯结合,证明基因A与植物对乙烯的相应有关,自变量是有无蛋白A,实验组是表达有蛋白A的酵母菌,对照组则是不表达蛋白A的酵母菌。
(4)分析曲线,横坐标是14C2H4浓度的相对值,纵坐标是酵母菌结合14C2H4的量,酵母菌是通过合成蛋白A与14C2H4结合的,故实验组的曲线上升趋势变慢,可能是因为导入了基因A的酵母菌能合成的蛋白A数量有限。
(5)本实验是通过基因A控制的蛋白质能与乙烯结合,证明基因A与植物对乙烯的相应有关,故实验结论是基因A与植物对乙烯的相应有关。
一、与生长素的产生、分布和运输相关的实验归纳
(1)验证生长素的产生部位在胚芽鞘的尖端
(2)验证胚芽鞘中生长素的横向运输发生在尖端
(3)验证生长素的极性运输只能从形态学上端向形态学下端运输
二、探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度
三、顶端优势产生原因的实验探究
四、探究植物激素间的相互作用
(2024·湖北·模拟预测)我国是最大的苹果生产国,其栽培面积和年产量均居世界首位。干旱引起的苹果叶片早衰会严重影响果实产量和品质,叶绿素含量降低是叶片衰老的重要标志。某科研团队对苹果叶片衰老的分子机制开展了研究。
(1)相较于正常条件,干旱条件下苹果叶片的光合速率会显著降低,请结合题干信息推测其原因有:①干旱会 ,导致光反应减弱;②干旱会 ,导致暗反应减弱。
(2)M10和M2蛋白在调控叶片衰老中均具有重要作用。该团队为探究M10和M2蛋白与叶片衰老之间的关系,进行了三组实验,结果如图所示。
对照组选用的实验材料为 苹果植株,实验结果初步表明 。
(3)进一步研究表明,干旱条件下植物激素茉莉酸(JA)含量增多加速叶片衰老,调控机理如图所示。请综合上述研究,用符号“+”或“-”将图示补充完整(“+”表示促进或增加,“-”表示抑制或减少)。
(4)据以上信息可知植物生长发育的调控,是由 共同完成的。
【答案】
(1) 降低叶片的叶绿素含量,吸收光能减少 使叶片气孔大量关闭, 吸收CO2减少
(2) M10和M2基因正常表达(或野生型或正常) M10蛋白(含量增加)能促进叶片衰老,M2蛋白(含量增加)能抑制叶片衰老(或M2蛋白缓解MI0蛋白促进叶片衰老的作用)
(3))①+ ②+ ③- ①-
(4)基因表达调控、激素调节和环境因素调节
【分析】由题干信息可知,干旱环境可引起叶片早衰;M10基因表达产物M10蛋白、M2基因表达产物M2蛋白可通过影响叶片叶绿素含量进而影响叶片早衰;干旱条件下植物激素茉莉酸(JA)含量增多加速叶片衰老。综上所诉,植物生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
【详解】
(1)题干信息指出,干旱引起叶片早衰,叶绿素含量降低是叶片衰老的重要标志,叶绿素在光合作用光反应中具有吸收、传递、转化光能的作用,叶绿素含量降低,光反应减弱;干旱环境,为减少植物体内水分散失,气孔导度下降,CO2吸收量减少,暗反应减弱。
(2)结果图显示,该实验的自变量为M10基因、M2基因的表达量,因变量为叶片中叶绿素含量。本实验应以生长旺盛的苹果植物作为对照组实验材料,防止衰老叶片中叶绿素含量降低对本实验的影响;据图分析,甲乙两组比较,M10基因过量表达,叶绿素含量降低,可得出M10蛋白会加速叶绿素含量的降低;乙丙两组比较,M10基因均过量表达的前提下,M2基因过量表达,叶绿素含量降低量减少,可得出M2蛋白具有抑制M10蛋白的作用。
(3)由题干得出,干旱引起叶片衰老;由小问(3)得出,M10蛋白加速叶片衰老,M2蛋白通过抑制M10蛋白对叶片的衰老具有减缓作用;由题干(3)得出JA含量增多加速叶片衰老。综合分析得出,JA含量增多,M10蛋白增多,M2蛋白减少,最终促进叶片衰老。
(4)小题(1)分析得出环境因素影响植物生长发育,小题(2)分析得出基因表达调控影响植物生长发育,小题(3)分析得出激素调节影响植物生长发育。物生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
【点睛】注意关注题干给出的关键词,如“结合题干分析”、“实验结果表明”、“据以上信息可知”,一旦出现这些词语,则答案应紧紧围绕关键词所指内容。
1.(2023·广东·高考真题)神经肌肉接头是神经控制骨骼肌收缩的关键结构,其形成机制见图。神经末梢释放的蛋白A与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,该复合物与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使神经递质乙酰胆碱(ACh)的受体(AChR)在突触后膜成簇组装,最终形成成熟的神经肌肉接头。

回答下列问题:
(1)兴奋传至神经末梢,神经肌肉接头突触前膜 内流,随后Ca2+内流使神经递质ACh以 的方式释放,ACh结合AChR使骨骼肌细胞兴奋,产生收缩效应。
(2)重症肌无力是一种神经肌肉接头功能异常的自身免疫疾病,研究者采用抗原抗体结合方法检测患者AChR抗体,大部分呈阳性,少部分呈阴性。为何AChR抗体阴性者仍表现出肌无力症状?为探究该问题,研究者作出假设并进行探究。
①假设一:此类型患者AChR基因突变,不能产生 ,使神经肌肉接头功能丧失,导致肌无力。
为验证该假设,以健康人为对照,检测患者AChR基因,结果显示基因未突变,在此基础上作出假设二。
②假设二:此类型患者存在 的抗体,造成 ,从而不能形成成熟的神经肌肉接头,导致肌无力。
为验证该假设,以健康人为对照,对此类型患者进行抗体检测,抗体检测结果符合预期。
③若想采用实验动物验证假设二提出的致病机制,你的研究思路是 。
【答案】
(1) Na+ 胞吐
(2) AChR 蛋白质A、I或M(任意一种即可) 使AChR不能在突触后膜成簇组装 给实验动物注射蛋白A、I或M的抗体,观察是否发生肌无力
【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。由于递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
第(2)②的第1空,答案应为“蛋白质A、I或M(任意一种即可)”。因为这3种蛋白质任意一种都会影响AchR的成簇组装,结果一样,故任意一种、两种或三种都可。 第2空,标准答案只要求写出“AchR不能在突触后膜成簇组装”,前面的的叙述对应第1空所写蛋白质的抗体即可,不作判分要求。 第(2)的答案是“给实验动物注射蛋白A、I或M的抗体,观察是否发生肌无力”。注射的抗体能对应②的分析。原答案注射的是蛋白A、I或M,这些物质注射后不一定引起体内产生抗体,而产生了相应抗体也不一定致病,不符合题意。
【详解】
(1)兴奋是以电信号传至神经末梢的,因此神经肌肉接头突触前膜钠离子内流,随后Ca2+内流使神经递质ACh以胞吐的形式释放至突触间隙,与突触后膜上的AChR结合使骨骼肌细胞兴奋,产生收缩效应。
(2)①若患者AChR基因突变,不能合成AChR,也就不能在突触后膜成簇组装,使神经肌肉接头功能丧失,导致肌无力。
②若患者AChR基因未突变,即能合成AChR,但又不能形成成熟的神经肌肉接头,很可能是存在蛋白质A、I或M抗体,造成AChR不能在突触后膜成簇组装。
③该实验目的是验证此类型患者存在A、I或M的抗体,可设计实验思路如下:给实验动物注射蛋白A、I或M的抗体,观察是否发生肌无力。
2.(2023·山西·高考真题)人在运动时会发生一系列生理变化,机体可通过神经调节和体液调节维持内环境的稳态。回答下列问题。
(1)运动时,某种自主神经的活动占优势使心跳加快,这种自主神经是 。
(2)剧烈运动时,机体耗氧量增加、葡萄糖氧化分解产生大量CO2,CO2进入血液使呼吸运动加快。CO2使呼吸运动加快的原因是 。
(3)运动时葡萄糖消耗加快,胰高血糖素等激素分泌增加,以维持血糖相对稳定。胰高血糖素在升高血糖浓度方面所起的作用是 。
(4)运动中出汗失水导致细胞外液渗透压升高,垂体释放的某种激素增加,促进肾小管、集合管对水的重吸收,该激素是 。若大量失水使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,可使醛固酮分泌增加。醛固酮的主要生理功能是 。
【答案】
(1)交感神经
(2)人体剧烈运动时,呼吸作用增强,耗氧量增大,同时产生的CO2增多,刺激呼吸中枢,加快呼吸运动的频率
(3)促进肝糖原分解成葡萄糖,促进非糖物质转变成糖
(4) 抗利尿激素 促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡
【分析】
1、交感神经和副交感神经是调节人体内脏功能的神经装置,所以也叫内脏神经系统,因为其功能不完全受人类的意识支配,所以又叫自主神经系统。
2、剧烈运动时,人体的呼吸频率会加快,呼吸作用增强,血液中二氧化碳增多,刺激呼吸运动中枢,加快呼吸运动频率。
【详解】
(1)自主神经包括交感神经和副交感神经,运动时,交感神经的活动占优势,表现为心跳加快,支气管扩张,但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱;
(2)人体的呼吸中枢位于脑干,剧烈运动时,血液中二氧化碳增多,刺激感受器产生兴奋,传至呼吸中枢,导致呼吸加深加快,肺的通气量增加,排出体内过多的二氧化碳。
(3)胰高血糖素是机体中能够升高血糖的激素之一,该激素主要作用于肝,促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液,促进非糖物质转变成糖,使血糖回升到正常水平。
(4)细胞外液渗透压升高时,抗利尿激素分泌增多,可以促进肾小管、集合管对水的重吸收,使渗透压恢复正常;醛固酮是由肾上腺皮质分泌的一种激素,其主要生理功能是促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡。
3.(2023·全国·高考真题)某研究小组以某种哺乳动物(动物甲)为对象研究水盐平衡调节,发现动物达到一定程度时,尿量明显减少并出现主动饮水行为;而大量饮用清水后,尿量增加。回答下列问题。
(1)哺乳动物水盐平衡的调节中枢位于 。
(2)动物甲大量失水后,其单位体积细胞外液中溶质微粒的数目会 ,信息被机体内的某种感受器感受后,动物甲便会产生一种感觉即 ,进而主动饮水。
(3)请从水盐平衡调节的角度分析,动物甲大量饮水后尿量增加的原因是 。
【答案】
(1)下丘脑
(2) 升高 渴觉
(3)动物甲大量饮水→细胞外液渗透压降低→下丘脑渗透压感受器兴奋→下丘脑水平衡调节中枢兴奋→垂体释放抗利尿激素减少→肾小管、集合管重吸收减少→尿量增加
【分析】1、水盐平衡的调节∶体内水少或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素多一肾小管、集合管重吸收增加→尿量减少,同时大脑皮层产生渴觉(主动饮水)﹔大量饮水→体内水多→细胞外液渗透压降低→下丘脑感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素少→肾小管、集合管重吸收减少→尿量增加。
2、下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素能促进垂体分泌促甲状腺激素,垂体分泌促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素。当血液中甲状腺激素的含量降低时,对下丘脑和垂体的抑制作用减弱,使促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素的合成和分泌增加,从而使血液中甲状腺激素不致过少。
【详解】
(1)哺乳动物水盐平衡的调节中枢位于下丘脑。
(2)动物大量失水后,细胞外液中溶质微粒数量不变,水减少,单位体积内溶质微粒数会升高,渗透压上升,同时大脑皮层产生渴觉,进而主动饮水。
(3)动物大量饮水,细胞外液渗透压下降,下丘脑渗透压感受器兴奋,传至下丘脑,下丘脑水平衡调节中枢兴奋,抗利尿激素分泌减少,肾脏重吸收水分减少,尿量增加。
4.(2022·全国·高考真题)人体免疫系统对维持机体健康具有重要作用。机体初次和再次感染同一种病毒后,体内特异性抗体浓度变化如图所示。回答下列问题。
(1)免疫细胞是免疫系统的重要组成成分,人体T细胞成熟的场所是 ;体液免疫过程中,能产生大量特异性抗体的细胞是 。
(2)体液免疫过程中,抗体和病毒结合后病毒最终被清除的方式是 。
(3)病毒再次感染使机体内抗体浓度激增且保持较长时间(如图所示),此时抗体浓度激增的原因是 。
(4)依据图中所示的抗体浓度变化规律,为了获得更好的免疫效果,宜采取的疫苗接种措施是

【答案】
(1) 胸腺 浆细胞
(2)抗体与病毒特异性结合形成沉淀,被吞噬细胞吞噬消化
(3)病毒再次感染时,记忆细胞先增殖分化形成浆细胞和记忆细胞,浆细胞再产生大量抗体
(4)多次接种同种疫苗
【分析】体液免疫过程:抗原被吞噬细胞处理呈递给T淋巴细胞,T细胞产生淋巴因子作用于B细胞,B细胞再接受淋巴因子的刺激和抗原的刺激后,增殖分化成浆细胞和记忆B细胞,浆细胞产生抗体作用于抗原。
【详解】
(1)免疫细胞是免疫系统的重要组成成分,包括淋巴细胞和吞噬细胞等,其中T细胞成熟的场所是胸腺。体液免疫过程中,只有浆细胞能产生特异性的抗体。
(2)体液免疫过程中,抗体和病毒特异性结合后形成沉淀,再被吞噬细胞吞噬消化。
(3)记忆细胞可以在病毒消失后存活几年甚至几十年,当同一种病毒再次感染机体,记忆细胞先增殖分化形成浆细胞和记忆细胞,浆细胞再产生大量抗体使抗体浓度激增。
(4)分析图示可知,二次免疫比初次免疫产生的抗体更多,故为了获得更好的免疫效果,接种疫苗时可多次接种同种疫苗,使机体产生更多的抗体和记忆细胞。
5.(2023·山东·高考真题)研究显示,糖尿病患者由于大脑海马神经元中蛋白Tau过度磷酸化,导致记忆力减退。细胞自噬能促进过度磷酸化的蛋白Tau降解,该过程受蛋白激酶cPKCγ的调控。为探究相关机理,以小鼠等为材料进行了以下实验。
实验I:探究高糖环境和蛋白激酶cPKCγ对离体小鼠海马神经元自噬的影响。配制含有5mmol/L葡萄糖的培养液模拟正常小鼠的体液环境。将各组细胞分别置于等量培养液中,A组培养液不处理,B组培养液中加入75mmol/L的X试剂1mL,C组培养液中加入75mmol/L葡萄糖溶液1mL。实验结果见图甲。
实验Ⅱ:通过水迷宫实验检测小鼠的记忆能力,连续5天测量4组小鼠的逃避潜伏期,结果见图乙。逃避潜伏期与记忆能力呈负相关,实验中的糖尿病记忆力减退模型小鼠(TD小鼠)通过注射药物STZ制备。

(1)人体中血糖的来源有 (答出2个方面的来源即可)。已知STZ是通过破坏某种细胞引起了小鼠血糖升高,据此推测,这种细胞是 。
(2)实验I的C组中,在含5mmol/L葡萄糖的培养液中加入75mmol/L葡萄糖溶液后,细胞吸水、体积变大,说明加入该浓度葡萄糖溶液后培养液的渗透压 (填“升高”或“降低”),B组实验结果可说明渗透压的变化对C组结果 (填“有”或“没有”)干扰。图甲中A组和C组的实验结果说明蛋白激酶cPKCγ对海马神经元自噬水平的影响是 。
(3)图乙中a、b两条曲线所对应的实验动物分别是 (填标号)。
①正常小鼠 ②敲除cPKCγ基因的小鼠 ③TD小鼠 ④敲除cPKCγ基因的TD小鼠
对TD小鼠进行干预后,小鼠的记忆能力得到显著提高。基于本研究,写出2种可能的干预思路:

【答案】
(1) 食物中糖类的消化吸收、肝糖原分解、脂肪等非糖物质转化 胰岛B细胞
(2) 降低 没有 在葡萄糖浓度正常时,蛋白激酶cPKCγ对自噬水平无明显影响;在高浓度葡萄糖条件下,蛋白激酶cPKCγ能提高细胞自噬水平
(3)④③
(4)①抑制Tau磷酸化
②提高蛋白激酶cPKCγ的活性;降低血糖(注射胰岛素);提高自噬水平
【分析】由图乙可知,a曲线变化平缓,应对应正常小鼠,b曲线变化相对快些,应对应TD小鼠,但cPKCγ基因正常,所以缓于cd两曲线。
【详解】
(1)人体中血糖可通过食物中糖类的消化吸收、肝糖原分解、脂肪等非糖物质转化提供。某种细胞破坏而导致血糖升高,说明胰岛素分泌不足,推测这种细胞为胰岛B细胞。
(2)在含5mmol/L葡萄糖的培养液中加入75mmol/L葡萄糖溶液后,细胞吸水、体积变大,说明加入该浓度葡萄糖溶液后培养液的渗透压降低。B组较A组而言,自噬水平相对值不变,说明渗透压的变化对C组结果没有干扰。由题意可知,细胞自噬能促进过度磷酸化的蛋白Tau降解,该过程受蛋白激酶cPKCγ的调控,三组的实验结果说明在葡萄糖浓度正常时,蛋白激酶cPKCγ对自噬水平无明显影响;在高浓度葡萄糖条件下,蛋白激酶cPKCγ能提高细胞自噬水平。
(3)逃避潜伏期与记忆能力呈负相关,图乙中a、b两条曲线逃避潜伏期较长,说明记忆力较差。蛋白Tau过度磷酸化,导致记忆力减退,细胞自噬能促进过度磷酸化的蛋白Tau降解。由(2)可知,蛋白激酶cPKCγ促进海马神经元自噬,所以敲除cPKCγ基因后,细胞自噬过程受阻,记忆力减退。图中a曲线逃避潜伏期最长长,说明记忆力最差,对应敲除cPKCγ基因的TD小鼠,b曲线对应TD小鼠,其cPKCγ基因正常,逃避潜伏期低于敲除cPKCγ基因的TD小鼠。d对应正常小鼠,C组对应敲除cPKCγ基因的小鼠。
(4)由题意可知,由于糖尿病导致小鼠记忆力减退,所以可通过注射胰岛素降低血糖使小鼠记忆力得到提高,也可通过抑制Tau磷酸化、提高蛋白激酶cPKr的活性、或使cPKCγ基因过量表达,提高自噬水平达到提升记忆力的作用。
6.(2023·北京·高考真题)细胞膜的选择透过性与细胞膜的静息电位密切相关。科学家以哺乳动物骨骼肌细胞为材料,研究了静息电位形成的机制。
(1)骨骼肌细胞膜的主要成分是 ,膜的基本支架是 。
(2)假设初始状态下,膜两侧正负电荷均相等,且膜内K+浓度高于膜外。在静息电位形成过程中,当膜仅对K+具有通透性时,K+顺浓度梯度向膜外流动,膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加,对K+进一步外流起阻碍作用,最终K+跨膜流动达到平衡,形成稳定的跨膜静电场,此时膜两侧的电位表现是 。K+静电场强度只能通过公式“K+静电场强度(mV)”计算得出。
(3)骨骼肌细胞处于静息状态时,实验测得膜的静息电位为-90mV,膜内、外K+浓度依次为155mmoL/L和4mmoL/L(),此时没有K+跨膜净流动。
①静息状态下,K+静电场强度为 mV,与静息电位实测值接近,推测K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
②为证明①中的推测,研究者梯度增加细胞外K+浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的值
,则可验证此假设。
【答案】
(1) 蛋白质和脂质 磷脂双分子层
(2)外正内负
(3) -95.4 梯度减小
【分析】
1、静息电位产生的原因:细胞处于安静状态下,存在于细胞膜两侧的电位差称为静息电位,表现为内负外正。原因是细胞膜对K+的通透性增大,K+外流,表现为外正内负。
2、动作电位产生的原因:细胞膜对Na+的通透性增大,Na+内流,表现为内正外负。
【详解】
(1)肌细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。
(2)静息状态下,膜仅对K+具有通透性时,K+顺浓度梯度向膜外流动,膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加,对K+进一步外流起阻碍作用,最终K+跨膜流动达到平衡,形成稳定的跨膜静电场,此时膜两侧的电位表现是外正内负。
(3)①静息状态下,K+静电场强度为-95.4mV,与静息电位实测值接近,推测K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
②梯度增加细胞外K+浓度,此时钾离子外流梯度减小,如果所测静息电位的值梯度减小,则可验证K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
7.(2023·湖南·高考真题)长时程增强(LTP)是突触前纤维受到高频刺激后,突触传递强度增强且能持续数小时至几天的电现象,与人的长时记忆有关。下图是海马区某侧支LTP产生机制示意图,回答下列问题:
(1)依据以上机制示意图,LTP的发生属于 (填“正”或“负”)反馈调节。
(2)若阻断NMDA受体作用,再高频刺激突触前膜,未诱发LTP,但出现了突触后膜电现象。据图推断,该电现象与 内流有关。
(3)为了探讨L蛋白的自身磷酸化位点(图中α位和β位)对L蛋白自我激活的影响,研究人员构建了四种突变小鼠甲、乙、丙和丁,并开展了相关实验,结果如表所示:
正常 小鼠 甲 乙 丙 丁
α位突变为缬氨酸,该位点不发生自身磷酸化 α位突变为天冬氨酸,阻断Ca2+/钙调蛋白复合体与L蛋白结合 β位突变为丙氨酸,该位点不发生自身磷酸化 L蛋白编码基因确缺失
L蛋白活性 + ++++ ++++ + -
高频刺激 有LTP 有LTP 无LTP 无LTP
注:“+”多少表示活性强弱,“-”表示无活性。
据此分析:
①小鼠乙在高频刺激后 (填“有”或“无”)LTP现象,原因是
;
②α位的自身磷酸化可能对L蛋白活性具有 作用。
③在甲、乙和丁实验组中,无L蛋白β位自身磷酸化的组是 。
【答案】
(1)正
(2)Na+
(3) 有 小鼠乙L蛋白突变后阻断了Ca2+/钙调蛋白复合体与L蛋白结合,但不影响NO合成酶催化生成NO,同时L蛋白活性较高,可增强AMPA敏感性,同时招募新的AMPA嵌入膜中,利于钠离子内流 抑制 丁
【分析】兴奋传导和传递的过程:
1、静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋就以电信号的形式传递下去。
2、兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
【详解】
(1)由题图可以看出,突触前膜释放谷氨酸后,经过一系列的信号变化,会促进NO合成酶生成NO,进一步促进突触前膜释放更多谷氨酸,该过程属于正反馈调节。
(2)阻断NMDA受体的作用,不能促进Ca2+内流,从而不能形成Ca2+/钙调蛋白复合体,不能促进NO合成酶合成NO,从而不能产生LTP,但是谷氨酸还可以与AMPA受体结合,促进Na+内流,从而引发电位变化。
(3)①由题表数据可以看出,小鼠乙L蛋白突变后,阻断了Ca2+/钙调蛋白复合体与L蛋白结合,但不影响NO合成酶催化NO的生成,且L蛋白活性较高,可增强AMPA敏感性,同时招募新的AMPA嵌入膜中,利于钠离子内流,
②小鼠甲L蛋白的α位突变为缬氨酸以后,该位点不能发生自身磷酸化,与正常小鼠相比(α位可以发生自身磷酸化),L蛋白活性增强,说明α位发生自身磷酸化可能会对L蛋白的活性起到抑制作用。
③丁组小鼠L蛋白编码基因缺失,则不能形成L蛋白,无法发生L蛋白β位自身磷酸化。甲中α位点突变,其无法磷酸化,但不影响β位点磷酸化,故有LTP;乙α位点突变,阻断Ca2+/钙调蛋白复合体与L蛋白结合,但L蛋白活性较高,说明不影响β位点磷酸化。在甲、乙和丁实验组中,无L蛋白β位自身磷酸化的组是丁。
8.(2022·北京·高考真题)干旱可诱导植物体内脱落酸(ABA)增加,以减少失水,但干旱促进ABA合成的机制尚不明确。研究者发现一种分泌型短肽(C)在此过程中起重要作用。
(1)C由其前体肽加工而成,该前体肽在内质网上的 合成。
(2)分别用微量(0.1μmol·L-1)的C或ABA处理拟南芥根部后,检测叶片气孔开度,结果如下图1。据图1可知,C和ABA均能够 ,从而减少失水。
(3)已知N是催化ABA生物合成的关键酶。研究表明C可能通过促进N基因表达,进而促进ABA合成。图2中支持这一结论的证据是,经干旱处理后 。
(4)实验表明,野生型植物经干旱处理后,C在根中的表达远高于叶片;在根部外施的C可运输到叶片中。因此设想,干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达。为验证此设想,进行了如下表所示的嫁接实验,干旱处理后,检测接穗叶片中C含量,又检测了其中N基因的表达水平。以接穗与砧木均为野生型的植株经干旱处理后的N基因表达量为参照值,在表中填写假设成立时,与参照值相比N基因表达量的预期结果(用“远低于”、“远高于”、“相近”表示)。① ;② 。
接穗 野生型 突变体 突变体
砧木 野生型 突变体 野生型
接穗叶片中N基因的表达量 参照值 ① ②
注:突变体为C基因缺失突变体
(5)研究者认为C也属于植物激素,作出此判断的依据是 。这一新发现扩展了人们对植物激素化学本质的认识。
【答案】
(1)核糖体
(2)降低气孔开度
(3)C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型
(4) 远低于 相近
(5)植物根产生的C能够运输到叶片,微量即可调节气孔开度的变化
【分析】前体肽是由氨基酸通过脱水缩合形成的。分析图1,使用C或ABA处理拟南芥根部后,叶片气孔开度均下降。分析图2,干旱条件下,C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型。
【详解】
(1)核糖体是合成蛋白质的城所,因此该前体肽在内质网上的核糖体上合成。
(2)分析图1可知,与不使用C或ABA处理的拟南芥相比,使用微量(0.1μmol·L-1)的C或ABA处理拟南芥根部后,叶片气孔开度均降低,而且随着处理时间的延长,气孔开度降低的更显著。
(3)根据图2可知,干旱处理条件下,C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型,可推测C可能通过促进N基因表达,进而促进ABA合成。
(4)根据题意可知,野生型植物经干旱处理后,C在根中的表达远高于叶片;在根部外施的C可运输到叶片中。假设干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达,则野生型因含有C基因,能合成物质C,可促进叶片N基因的表达,而砧木为突变体,因不含C基因,不能产生C,因此①处叶片N基因的表达量远低于野生型的参照值。若砧木为野生型,则根部细胞含有C基因,能表达形成C物质,可运输到叶片促进N基因的表达,因此②处的N基因表达量与野生型的参照值相近。
(5)植物激素是植物自身产生的,并对植物起调节作用的微量有机物,根据题意可知,植物根产生的C能够运输到叶片,微量即可调节气孔开度的变化,因此C也属于植物激素。
9.(2023·河北·高考真题)采食减少是动物被感染后的适应性行为,可促进脂肪分解,产生β-羟基丁酸(BHB)为机体供能。研究者用流感病毒(IAV)感染小鼠,之后统计其采食量并测定血中葡萄糖和BHB水平,结果见图1。测定BHB对体外培养的CD4+T细胞(一种辅助性T细胞)增殖及分泌干扰素-γ水平的影响,结果见图2。已知干扰素-γ具有促免疫作用。
回答下列问题:
(1)小鼠感染IAV后,胰岛 细胞分泌的 增多,从而促进 的分解及非糖物质的转化以维持血糖水平。
(2)IAV感染引发小鼠内环境改变,导致支配胃肠的 神经活动占据优势,胃肠蠕动及消化腺分泌减弱,此过程属于 反射。
(3)侵入机体的IAV经 摄取和加工处理,激活CD4+T细胞。活化的CD4+T细胞促进细胞毒性T细胞生成,增强机体 免疫。
(4)小鼠感染期采食量下降有利于提高其免疫力。据图分析,其机理为 。
【答案】
(1) A 胰高血糖素 肝糖原
(2) 交感 非条件
(3) 抗原呈递细胞(或“APC”或“B细胞”或“树突状细胞”或“巨噬细胞”) 细胞(或“特异性”)
(4)采食量下降,机体产生BHB增多,促进CD4+T细胞增殖,干扰素-γ分泌量增加,机体免疫力提高
【分析】
1、神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统,中枢神经系统由脑和脊髓组成,脑分为大脑、小脑和脑干,外周神经系统包括脊神经、脑神经、自主神经,自主神经系统包括交感神经和副交感神经。交感神经和副交感神经是调节人体内脏功能的神经装置所以也叫内脏神经系统,因为其功能不完全受人类的意识支配,所以又叫自主神经系统,也可称为植物性神经系统。
2、人体的免疫系统包括免疫器官(免疫细胞发生、成熟或集中分布的场所)、免疫活性物质(由免疫细胞或其他细胞产生并发挥免疫作用的化学物质)和免疫细胞(主要包括淋巴细胞和吞噬细胞等)。
【详解】
(1)采食量下降导致血糖浓度下降,胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增多。胰高血糖素作用于肝,促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液,并促进非糖物质转变为糖。
(2)内脏活动受自主神经支配,自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成,它们的作用通常是相反的。由“胃肠蠕动及消化腺分泌减弱”可推出交感神经活动占优势。此反射生来就有,不需要后天习得,所以为非条件反射。
(3)辅助性T细胞不能直接识别完整抗原IAV。IAV经抗原呈递细胞(APC)摄取并加工处理为可识别的抗原肽,才可被辅助性T细胞识别。在此,抗原呈递细胞包括树突状细胞、B细胞和巨噬细胞。活化的CD4+T细胞促进细胞毒性T细胞生成,可增强机体的细胞免疫。细胞免疫也属于机体的特异性免疫。
(4)由图1可知,采食量下降可促进机体BHB的生成;由图2可知,BHB可促进CD4+T细胞增殖和CD4+T细胞分泌干扰素-γ,从而提高免疫力。
10.(2023·重庆·高考真题)某些过敏性哮喘患者体内B细胞活化的部分机制如图所示,呼吸道上皮细胞接触过敏原后,分泌细胞因子IL-33,活化肺部的免疫细胞ILC2.活化的ILC2细胞分泌细胞因子IL-4,参与B细胞的激活。
(1)除了IL-4等细胞因子外,B细胞活化还需要的信号有 。过敏原再次进入机体,激活肥大细胞释放组(织)胺,肥大细胞被激活的过程是 。
(2)研究发现,肺中部分神经元释放的多巴胺可作用于ILC2细胞。通过小鼠哮喘模型,发现哮喘小鼠肺组织中多巴胺含量较对照组明显下降,推测多巴胺对ILC2细胞释放IL-4的作用为 (填“抑制”或“促进”)。对哮喘小鼠静脉注射多巴胺,待其进入肺部发挥作用后,与未注射多巴胺的哮喘小鼠相比,分泌IL-33、过敏原特异性抗体和组(织)胺的含量会 、 和 。
(3)以上研究说明,机体维持稳态的主要调节机制是 。
【答案】
(1) 过敏原结合B细胞产生信号,辅助性T细胞表面特定分子发生变化并结合B细胞产生的信号 过敏原与肥大细胞表面吸附的抗体结合
(2) 抑制 不变 减少 减少
(3)神经—体液—免疫调节网络
【分析】
1、过敏反应是指已产生免疫的机体再次接受相同抗原的刺激时所发生的组织损伤或者功能紊乱的反应。
2、过敏反应的原理是:机体第一次接触过敏原时,机体会产生抗体,吸附在某些细胞表面(比如肥大细胞);当机体再次接触到过敏原时,被抗体吸附的细胞与过敏原结合后会释放组织胺等物质,进而引起过敏反应。
3、由题意和图示可知,在某些过敏性哮喘患者体内B细胞活化的部分机制是呼吸道上皮细胞接触过敏原后,分泌细胞因子IL-33,活化肺部的免疫细胞ILC2,活化的ILC2细胞分泌细胞因子IL-4,参与B细胞的激活。
4、内环境的稳态所需要机体的调节机制——神经调节、体液调节、免疫调节共同发挥作用。
【详解】
(1)由图示可知, IL-4等细胞因子可以参与B细胞的激活,除此之外B细胞活化所需的信号还有过敏原结合B细胞产生信号,辅助性T细胞识别过敏原后,细胞表面特定分子发生变化并结合B细胞产生信号。过敏原再次进入机体,激活肥大细胞释放组胺,肥大细胞被激活的过程是过敏原与肥大细胞表面吸附的抗体结合。
(2)根据题意可知,肺部的部分神经元释放的多巴胺可以作用于ILC2细胞,在哮喘小鼠中ILC2细胞释放更多的细胞因子IL-4,但是其肺组织中的多巴胺含量与正常小鼠体内相比明显较低,因此可以推测多巴胺对ILC2细胞释放IL-4作用是抑制。对哮喘小鼠静脉注射多巴胺,其进入肺部后会抑制ILC2细胞释放IL-4,因此与未注射多巴胺的小鼠相比IL-33的含量不变,过敏原特异性抗体含量减少,组织胺的含量会减少。
(3)机体维持稳态需要神经-体液-免疫调节网络进行调节。
1.(23-24高三下·湖南·阶段练习)北京大学罗冬根团队发现了果蝇的一种新的视觉信号传递模式:一细胞、两递质。果蝇复眼的光感受细胞(R8)同时释放两种神经递质来分离视觉信号,其中组胺(Histamine)介导精细的运动视觉,而乙酰胆碱(ACh)通过作用于AMA神经元来调节昼夜节律。每个AMA神经元的树突像巨伞一样延伸覆盖了整个视觉脑区,且不同AMA神经元间通过突触连接在一起,从而整合大视野光亮度信息。具体机制如图所示。请回答问题:
Vision split via cotransmission
图示说明:Vision split via cotransmission:通过共同传输实现视觉分离;Ort:组胺受体;AChR:乙酰胆碱受体;Feedback:反馈;未翻译的不在图中标注。
(1)AMA神经元的树突具有的功能是 。在人脑中,生物昼夜节律调节中枢位于 。
(2)组胺作用于其受体后,突触后膜内的电位变化是 ,图中显示组胺、乙酰胆碱的释放存在反馈调节,意义是 。组胺和乙酰胆碱间还存在相互调控,这属于反馈调节吗? 。
(3)光感受细胞(R8)这种“一细胞、两递质”功能的优点是 (答1点)。
(4)研究发现某种药物X的副作用是影响光感受细胞对光信号的处理,但不清楚其作用的对象是组胺还是乙酰胆碱。请利用相关抑制剂处理,简要写出进一步研究的思路: 。
【答案】
(1) 接受信息并将其传导到细胞体 下丘脑
(2) 负电位→正电位 有利于维持组胺和乙酰胆碱的释放量,从而保证神经元对视觉信号的正常处理 不属于
(3)有利于高效分离视觉信号,确保视觉形成和生物节律的控制;在光暗变化时实现内源节律与外部时间相同步
(4)用组胺受体抑制剂、乙酰胆碱受体抑制剂分别处理果蝇脑光感受细胞及其突触,再用药物X分别处理果蝇,检测突触后膜电位的变化
【分析】兴奋在神经纤维上的传导形式是电信号,在神经元之间是化学信号,兴奋在神经元之间的传递是单方向的,兴奋在突触之间单向传递的原因是神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜。
【详解】
(1)神经元的树突是细胞体向外伸出的树枝状的突起,通常短而粗,数量较多,用来接受信息并将其传导到细胞体;人体的生物昼夜节律调节中枢位于下丘脑。
(2)静息时,神经纤维的膜电位为外正内负,兴奋时,兴奋部位的膜电位转变为外负内正;组胺介导精细的运动视觉,说明是一种神经递质,通过受体作用于神经元来提高其兴奋性,故突触后膜内的电位变化是负电位到正电位的变化;图中显示组胺、乙酰胆碱的释放存在反馈调节,使得组胺、乙酰胆碱的释放不会过多,有利于维持组胺和乙酰胆碱的正常释放量,利于视觉形成和生物节律的维持,从而保证神经元对视觉信号的正常处理。反馈调节是指在一个系统中,系统本身工作的效果反过来又作为信息调节该系统的工作。组胺和乙酰胆碱间还存在相互调控,但作用不在一个系统内,所以不属于反馈调节。
(3)根据题干可以得出:光感受细胞的“一细胞、两递质”功能的优点是,光感受细胞高效分离视觉信号的策略,极大促进了领域内对视觉形成和生物节律的理解。
(4)分析题意,本实验目的是研究某种药物X的副作用的作用对象是组胺还是乙酰胆碱,且要求利用相关抑制剂处理,则实验的自变量是无组胺受体和无乙酰胆碱受体的(2种)果蝇,再用药物X分别处理,检测突触后膜电位的变化(因变量)。
2.(2024·陕西商洛·模拟预测)人类膝盖下有块韧带,在自然放松时,如果用橡皮锤轻轻敲打,就会发生不能自我控制的小腿运动反射,被称为膝跳反射,它是医生检查某些脊髓疾病的常见手段。部分运动神经元疾病的患者可能会出现膝跳反射加强的现象。下图1为膝跳反射模式图(“+”表示兴奋性突触,“—”表示抑制性突触),踢小腿时,伸肌收缩的同时屈肌舒张,图2为突触b模式图,回答下列问题:

(1)图1中反射弧的效应器是 。如果刺激髌骨下韧带,动作为踢小腿,该过程中突触后膜电位转变为“内正外负”的突触有 (填字母),屈肌舒张的原因是 。
(2)人在跑步时,神经调节活动占优势,能使心跳加快、血管收缩,但是当运动停止后,心跳并不立即恢复到正常水平,原因是 。
(3)兴奋传至突触b时,突触前膜兴奋,释放乙酰胆碱的过程体现了细胞膜具有 ,乙酰胆碱扩散到突触后膜与受体结合,突触后膜上的信号变化是 。研究发现,肌细胞外Ca2+会竞争性抑制Na+内流,从而影响伸肌细胞的兴奋性。据此分析,血钙过低会引起突触后膜的动作电位 (填“增大”“不变”或“减小”),常常引发 (填“肌肉抽搐”或“肌肉不能收缩”)。
【答案】
(1) 传出神经末梢及其所支配的屈肌和伸肌 a和b 突触c释放抑制性神经递质,使屈肌运动神经元无法产生神经冲动,导致屈肌无法产生兴奋
(2)心跳受神经调节、体液调节共同调控,激素随体液运输,作用时间长
(3) 流动性 化学信号转化为电信号 增大 肌肉抽搐
【分析】在中枢神经系统的参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答反应,叫作反射。完成反射的结构基础是反射弧。反射弧通常是由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器(传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等)组成的。反射活动需要经过完整的反射弧来实现,如果反射弧中任何环节在结构、功能上受损,反射就不能完成。
【详解】
(1)效应器是指传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等,具体来说图1中反射弧的效应器是传出神经末梢及其所支配的屈肌和伸肌。敲击髌骨下韧带,刺激了感受器,感觉神经元传导神经冲动至神经中枢,由于突触b能使下一神经元兴奋,所以伸肌收缩;而突触c抑制下一神经元兴奋,所以屈肌仍然处于舒张状态。由于神经纤维未受到刺激时,K+外流,细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负,当某一部位受刺激时,Na+内流,其膜电位变为外负内正.又突触a、b、c中,a、b使下一神经元兴奋,而c抑制下一神经元兴奋.因此踢小腿时,故突触a、b的后膜电位变为外负内正,而突触c的后膜电位仍为外正内负。屈肌舒张的原因是突触c释放抑制性神经递质,使屈肌运动神经元无法产生神经冲动,导致屈肌无法产生兴奋。
(2)当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管扩张,但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱。运动员出发后心跳加快的原因,一方面是神经系统直接作用于心脏本身的结果,另一方面是于神经系统作用于肾上腺,促使肾上腺素分泌的结果,因此这属于神经-体液调节,由于激素随血液运输,使激素调节的作用时间长,所以运动停止后心跳并不立即恢复到正常水平。
(3)兴奋传至突触b时,突触前膜兴奋,释放乙酰胆碱的过程体现了细胞膜具有流动性。乙酰胆碱扩散到突触后膜与受体结合,突触后膜上的信号变化是化学信号转化为电信号。肌细胞外Ca2+会竞争性抑制Na+内流,血钙过低时对Na+的抑制作用减弱,所以突触后膜的动作电位会增大。Ca2+降低时,肌细胞的兴奋性增加,从而引起抽搐等症状。
3.(2024·四川成都·二模)甲状腺功能亢进(简称甲亢)是由于甲状腺激素合成和分泌过多所致,老年甲亢患者骨密度呈下降趋势。某医院选取100例老年甲亢患者均分为两组,甲组给予甲巯咪唑治疗,乙组同时给予甲巯咪唑和碘131治疗,治疗前后检测相关激素含量和骨密度(相对值),结果如图所示。回答下列问题:
(1)甲状腺合成和分泌的甲状腺激素会通过 运输运到全身,该激素的作用是 (答出2点)。
(2)甲组给予甲巯咪唑治疗后,与治疗前相比,血浆中甲状腺激素的含量降低,据图推测甲巯咪唑的作用可能是 。图中显示,治疗后促甲状腺激素含量乙组比甲组更高,原因可能是 。
(3)根据实验结果分析,与甲组相比,乙组治疗老年甲亢的效果更好,判断依据是
(答出2点)。
【答案】
(1) 体液(或血液) 促进新陈代谢,促进生长发育,提高神经系统兴奋性
(2) 抑制甲状腺激素的合成与分泌 乙组甲状腺激素分泌较少,反馈调节导致垂体分泌促甲状腺激素较多
(3)降低甲状腺激素分泌量的作用更显著;骨密度增加更多
【分析】下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素作用于垂体,促进垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素作用于甲状腺,促进甲状腺的生长和甲状腺激素的分泌。当血液中甲状腺激素浓度高,会抑制垂体分泌TSH,下丘脑分泌TRH,最终使甲状腺激素含量保持相对稳定。
【详解】
(1)甲状腺合成和分泌的甲状腺激素会通过体液(或血液)运输运到全身,甲状腺激素几乎作用于全身所有细胞,该激素的作用是促进新陈代谢,促进生长发育,提高神经系统兴奋性。   
(2)甲组给予甲巯咪唑治疗后,与治疗前相比,血浆中甲状腺激素的含量降低,但是促甲状腺激素含量上升,据图推测甲巯咪唑的作用可能是抑制甲状腺激素的合成与分泌。图中显示,治疗后促甲状腺激素含量乙组比甲组更高,原因可能是乙组甲状腺激素分泌较少,反馈调节导致垂体分泌促甲状腺激素较多。
(3)根据实验结果分析,与甲组相比,乙组治疗老年甲亢的效果更好,判断依据是降低甲状腺激素分泌量的作用更显著;骨密度增加更多。
4.(2024·山东聊城·一模)2024年2月17日晚八点,中华人民共和国第十四届冬季运动会开幕式在内蒙古冰上运动训练中心举行。而1月14日“十四冬”高山滑雪项目就在北京市延庆赛区的国家高山滑雪中心开赛了。速度滑雪运动有助于增进身心健康,提高机体心肺功能,增强防寒能力。运动员在训练过程中,机体对外界有一系列适应的变化,回答下列问题:
(1)速度滑雪开始时,人体受到寒冷刺激后,冷刺激刺激会被皮肤中的 转化为神经信号,并通过传入神经到达位于 的体温调节中枢,中枢会发出信号通过传出神经到达效应器使皮肤会出现 等现象导致机体散热减少,同时肌肉和肝脏等产热增多维持体温恒定。
(2)速度滑雪能促进机体代谢增强,大量消耗葡萄糖,导致血糖含量下降,此时,胰岛分泌 增多,以保证血糖平衡。人体分泌的激素通过体液发挥调节作用,与神经调节相比,体液调节的特点有
(答出两点即可)。
较长时间生活在冷环境中会使人和动物的产热能力增强,将黑线仓鼠置于冷环境(低于10℃)中驯化一段时间后,体内甲状腺激素的分泌会发生变化,调节机体产热量。请设计实验,验证冷驯化与血浆甲状腺激素浓度之间的关系,简要写出实验方案和预期结果

【答案】(1) 冷觉感受器 下丘脑 血管收缩
(2) 胰高血糖素 作用范围广、作用时间长
(3)实验方案:将生理状态相同的健康仓鼠随机均分成甲、乙、丙三组,置于冷环境中温度分别为10℃、0℃、-10℃,一段时间后,测定各组仓鼠血浆中甲状腺激素浓度,并求平均值作为实验结果。
预期结果:血浆中甲状腺激素浓度甲<乙<丙
【分析】寒冷环境→冷觉感受器(皮肤中)→下丘脑体温调节中枢→皮肤血管收缩、汗液分泌减少(减少散热)、骨骼肌紧张性增强、肾上腺分泌肾上腺激素增加、甲状腺分泌甲状腺激素增加(增加产热)→体温维持相对恒定;炎热环境→温觉感受器(皮肤中)→下丘脑体温调节中枢→皮肤血管舒张、汗液分泌增多(增加散热)→体温维持相对恒定。胰岛素是人体内唯一降低血糖含量的激素,可以促进组织细胞加速对血糖的吸收、利用和储存。
【详解】
(1)速度滑雪开始时,冷刺激会被皮肤中的冷觉感受器,通过传入神经传递至下丘脑体温调节中枢,神经中枢对传入的信息进行分析和综合,通过传出神经到达效应器使皮肤会出现血管收缩,从而减少散热,同时肌肉和肝脏等产热增多维持体温恒定。
(2)速度滑雪能促进机体代谢增强,大量消耗葡萄糖,导致血糖含量下降,此时,胰岛A细胞分泌胰高血糖素增多,胰高血糖素具有促进肝糖原分解,非糖物质转化为葡萄糖的功能,以保证血糖平衡。与神经调节相比,体液调节的特点有作用范围广、作用时间长。
(3)分析题干信息知,该实验的实验目的是探究冷驯化与血浆甲状腺激素浓度之间的关系,则该实验的自变量是温度,因变量是血浆中甲状腺激素浓度,实验设计应遵循单一变量原则和对照原则,故可设计实验如下,实验方案:将生理状态相同的健康仓鼠随机均分成甲、乙、丙三组,置于冷环境中温度分别为10℃、0℃、-10℃,一段时间后,测定各组仓鼠血浆中甲状腺激素浓度,并求平均值作为实验结果;预期结果:血浆中甲状腺激素浓度甲<乙<丙。
5.(2024·吉林白山·二模)人视网膜上的感光细胞ipRGC能感受光刺激,对蓝光刺激比红光敏感。夜间过多光源暴露显著增加糖尿病等代谢疾病风险,这与光刺激后通过神经通路调节脂肪细胞的代谢有关,其途径如下图。回答下列问题:
ipRGC在蓝光的刺激下可作用于小鼠脑中相关神经通路,说明ipRGC在神经调节中具有的功能是
,蓝光刺激后小鼠血糖水平上升幅度增加,但仍可降低至空腹水平并保持相对稳定,试从激素调节和反馈调节的角度分析其调节简要过程:

(2)胰岛素由 分泌,胰岛素缺乏引起的糖尿病,其患者往往身体消瘦,从胰岛素的功能方面思考,其原因是 。
(3)若要通过实验验证光影响了图中所示的“棕色脂肪组织的产热调节途径”,请写出针对实验组小鼠可采取的处理措施: (答出1点即可)。
【答案】
(1) 将光刺激转化为电信号 血糖升高,刺激胰岛B细胞,胰岛素分泌增加,血糖回降至正常,当血糖降到一定水平时,就通过反馈调节抑制胰岛素的分泌,从而使血糖浓度相对恒定
(2) 胰岛B细胞 胰岛素不足导致糖代谢供能障碍,导致体内脂肪和蛋白质代谢供能,身体消瘦
(3)切断棕色脂肪组织的交感神经;抑制神经递质的合成与分泌;抑制棕色脂肪细胞相关基因的表达;破坏棕色脂肪组织的神经递质受体
【分析】当血糖浓度升高到一定程度时,胰岛B细胞的活动增强,胰岛素分泌量明显增加。体内胰岛素水平的上升,一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉合成糖原,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变葡萄糖。当血糖浓度降低时,胰岛A细胞的活动增强,胰高血糖素的分泌量增加。胰高血糖素主要作用于肝,促进肝糖原大题03 生命活动的调节
【高考真题分布】
考点 考向 高考考题分布
生命活动的调节 动物神经调节、体液调节、免疫调节等共同维持内环境的稳态。 动物生命活动的实验设计。 生长素及其他植物激素的关系及应用。 植物生命活动调节的实验分析。 2023山东卷 2023广东卷 2023海南卷 2023天津卷 2023北京卷 2023山西卷 2023浙江卷 2023重庆卷 2023湖北卷 2023湖南卷 2023河北卷 2022北京卷
【题型解读】
一、个体生命活动调节:动物神经调节、体液调节、免疫调节等共同维持内环境的稳态是每年的必考题,其中对神经调节和体液调节考查较多,近年对免疫与健康部分也有较多考查。除了对神经-体液-免疫调节网络的基础知识进行考查外,还对课本涉及的实验过程进行深度考查,侧重考查学生在具体情境中解决问题的能力,提升考生的科学探究能力。植物生命活动的调节常结合代谢部分进行深度考查,主要考查考生结合农业生产时的具体应用和实验探究能力。
二、动物生命活动与人的生活和人体健康密不可分,在生活、生产实践中,与动物生命活动相关的情景比比皆是。动物生命活动是高考命题的热点。通过分析近几年试题,发现机体对环境的适应性调节(血糖调节、体温调节、甲状腺激素的分级调节等),免疫的具体应用及分析、脊椎动物激素在生产和生活中的应用等,通过具体的生活、生产实践以及科研成果等情境在高考试题中得以考查,是本部分内容中的高频考点。科学研究对人体健康的探索从未停止,相关的论文也成为试题体情境,多以实验过程、结果分析的形式呈现,对考生的综合能力要求较高。
三、预测2024年可能从兴奋在神经细胞间的传递、针对某一稳态事例的分析、特异性免疫过程、传染病的预防、激素调节、环境因素对植物生命活动的调节结合光合作用的具体实例等方面选择素材命题,这些都可以借助生活、生产实践及科研成果等情景进行考查。因此,在复习时要关注最新的科研成果,明确与生物学相关的内容,从生活、生产实践入手,以实践强化知识的系统化、条理化和综合化。要从不同渠道搜集相应的资料、文献、数据等创设情景,进行相关的实验探究及分析推理等。
典例一:神经-体液-免疫调节网络基本过程
1.(2023·海南·高考真题)甲状腺分泌的甲状腺激素(TH)可调节人体多种生命活动。双酚A(BPA)是一种有机化合物,若进入人体可导致甲状腺等内分泌腺功能紊乱。下丘脑—垂体—甲状腺(HPT)轴及BPA作用位点如图。回答下列问题。

(1)据图可知,在TH分泌的过程中,过程①②③属于 调节,过程④⑤⑥属于 调节。
(2)TH是亲脂性激素,可穿过特定细胞的质膜并进入细胞核内,与核内的TH受体特异性结合。这一过程体现激素调节的特点是 。
(3)垂体分泌的生长激素可促进胸腺分泌胸腺素。胸腺素刺激B细胞增殖分化形成浆细胞,产生抗体。这说明垂体除参与体液调节外,还参与 。
(4)甲状腺过氧化物酶(TPO)是合成TH所必需的酶,且能促进甲状腺上促甲状腺激素(TSH)受体基因的表达。研究发现,进入人体的BPA能抑制TPO活性,可导致血液中TH含量 ,其原因是 。
(5)有研究表明,BPA也能促进皮质醇分泌,抑制睾酮分泌,说明BPA除影响HPT轴外,还可直接或间接影响人体其他内分泌轴的功能。这些内分泌轴包括 。
2.(2023·全国·高考真题)人体心脏和肾上腺所受神经支配的方式如图所示。回答下列问题。

(1)神经元未兴奋时,神经元细胞膜两侧可测得静息电位。静息电位产生和维持的主要原因是 。
(2)当动脉血压降低时,压力感受器将信息由传入神经传到神经中枢,通过通路A和通路B使心跳加快。在上述反射活动中,效应器有 。通路A中,神经末梢释放的可作用于效应器并使其兴奋的神经递质是 。
(3)经过通路B调节心血管活动的调节方式有 。
一、神经调节
(1)兴奋的产生机制
(2)兴奋的传导与传递
(3)“二看法”判断电流计指针偏转(两电极均在神经细胞膜外)
二、体液调节相关知识归纳
(1)辨析人体生命活动调节的三种方式
(2)理清激素调节的几个关键点
三、下丘脑参与的血糖、体温、水盐平衡的调节机制
(1)血糖平衡调节
①胰岛B(A)细胞→胰岛素(胰高血糖素)分泌增加→血糖降低(升高)。
胰高血糖素分泌增加→刺激胰岛B细胞→胰岛素分泌增加→血糖降低。
②神经—体液调节途径:血糖含量升高(降低)时→刺激下丘脑有关神经细胞→胰岛B细胞(肾上腺和胰岛A细胞)→分泌胰岛素(肾上腺素和胰高血糖素)→血糖含量降低(升高)。
③影响胰岛素分泌的信号分子有葡萄糖、神经递质和胰高血糖素;影响胰高血糖素分泌的信号分子有葡萄糖、神经递质和胰岛素。
(2)体温平衡调节
(3)水盐平衡调节
①神经调节途径:细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器→大脑皮层→产生渴感→主动饮水,补充水分。
②神经—体液调节途径:细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器→垂体抗利尿激素→肾小管和集合管重吸收水增多→尿量减少。
四、免疫调节
(1)体液免疫、细胞免疫过程
(2)免疫调节要点归纳
(3)信号分子相关知识归纳
(2024·山东烟台·一模)存在于海马突触中的神经递质一氧化氮(NO)能向突触前膜逆向传逆信息,这是生物体学习与记忆的基础,NO的含量不同会触发不同的生物学效应,作用机制如下图。

(1)当NO含量较低时,NO通过途径 刺激突触前膜以 方式释放兴奋性神经递质,该释放方式的意义是 。兴奋性神经递质使突触后神经元持续兴奋,此时突触后膜膜内侧局部电流的方向与兴奋传导的方向 (填“相同”或“相反”),这一过程有助于提高学习与记忆能力。
(2)长期睡眠不足会导致NO含量增加,进而引起学习效率下降。结合图示作用机制分析,NO含量增加导致学习效率下降的原因是 。(答出两点即可)
(3)研究发现,NO含量异常还会影响树突状细胞的功能,进而影响辅助性 T 细胞分泌免疫活性物质,使机体 (填“体液免疫”“细胞免疫”或“体液免疫和细胞免疫”)能力下降。
典例二:动物个体生命调节实验探究与分析
1.(2023·湖北·高考真题)我国科学家研制出的脊髓灰质炎减毒活疫苗,为消灭脊髓灰质炎作出了重要贡献。某儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸后,其血清抗体浓度相对值变化如图所示。
回答下列问题:
(1)该疫苗保留了脊髓灰质炎病毒的 。
(2)据图判断,该疫苗成功诱导了机体的 免疫反应,理由是 。
(3)研究发现,实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后,发生了肢体运动障碍。为判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致,以电刺激的方法设计实验,实验思路是
,预期实验结果和结论是 。
(4)若排除了脊髓灰质炎病毒对该动物骨骼肌的直接侵染作用,确定病毒只侵染了脊髓灰质前角(图中部位①)。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器,与未感染动物相比,感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是: ,神经-肌肉接头部位③处的信息传递变化是: 。
2.(2023·浙江·高考真题)运动员在马拉松长跑过程中,机体往往出现心跳加快,呼吸加深,大量出汗,口渴等生理反应。马拉松长跑需要机体各器官系统共同协调完成。
回答下列问题:
(1)听到发令枪声运动员立刻起跑,这一过程属于 反射。长跑过程中,运动员感到口渴的原因是大量出汗导致血浆渗透压升高,渗透压感受器产生的兴奋传到 ,产生渴觉。
(2)长跑结束后,运动员需要补充水分。研究发现正常人分别一次性饮用1000mL清水与1000mL生理盐水,其排尿速率变化如图甲所示。

图中表示大量饮用清水后的排尿速率曲线是 ,该曲线的形成原因是大量饮用清水后血浆被稀释,渗透压下降, 。从维持机体血浆渗透压稳定的角度,建议运动员运动后饮用 。
(3)长跑过程中,运动员会出现血压升高等机体反应,运动结束后,血压能快速恢复正常,这一过程受神经-体液共同调节,其中减压反射是调节血压相对稳定的重要神经调节方式。为验证减压反射弧的传入神经是减压神经,传出神经是迷走神经,根据提供的实验材料,完善实验思路,预测实验结果,并进行分析与讨论。
材料与用具:成年实验兔、血压测定仪、生理盐水、刺激电极、麻醉剂等。
(要求与说明:答题时对实验兔的手术过程不作具体要求)
①完善实验思路:
I.麻醉和固定实验兔,分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接,测定血压,血压正常。在实验过程中,随时用 湿润神经。
Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经,测定血压,血压下降。再用 ,测定血压,血压下降。
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定,并从结扎中间剪断神经(如图乙所示)。分别用适宜强度电刺激 ,分别测定血压,并记录。

IV.对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。
②预测实验结果: 。
设计用于记录Ⅲ、IV实验结果的表格,并将预测的血压变化填入表中。
③分析与讨论:
运动员在马拉松长跑过程中,减压反射有什么生理意义? 。
一、反射弧中各结构的判断方法
根据以上方法,可以判断出A为感受器,B为传入神经,C为神经中枢,D为传出神经,E为效应器。
二、探究兴奋的传导和传递特点
(1)探究兴奋在神经纤维上的传导
(2)探究兴奋在神经元之间的传递
三、动物激素相关的实验
(1)一般思路
(2)方法示例
①验证甲状腺激素的生理功能
a.饲喂法
b.摘除法和注射法
②验证胰岛素的生理功能
(3)实验成功关键点
①根据激素的化学本质,选择不同的实验方法:下丘脑、垂体和胰岛分泌的激素多为多肽类或蛋白质类,多肽类、蛋白质类激素易被消化酶所分解,故一般采用注射法,不宜口服。雄激素、雌激素、孕激素等固醇类激素和甲状腺激素、肾上腺素等氨基酸衍生物类激素既可以口服,也可以注射。
②动物分组的基本要求:选择性别、年龄、体重、生长状况相似的动物平均分组,每组要有数量相等的多只动物。
③实验设计时要注意设置对照实验,控制变量个数,保证单一变量。
④进行注射实验时空白对照组应注射生理盐水(不可用蒸馏水),进行饲喂实验时,空白对照组可使用蒸馏水。
四、免疫相关的实验探究
(1)验证T细胞起细胞免疫作用
①将大小、健康状况等相同的实验动物随机均分为三组,对照组(A组)和实验组(B1组、B2组)。
②实验组:切除胸腺,同时给B1组再注入适量T细胞,进行异体皮肤移植。对照组:做切除手术操作,但是不切除胸腺,进行异体皮肤移植。
③观察移植皮肤生长状况,A组、B1组移植皮肤被排斥,B2组移植皮肤未被排斥。
(2)抗体专一性证明
①实验动物(大小、年龄、健康状况等相同)随机均分为A、B两组,同时注射某种流感疫苗。
②一段时间后,对A组注射一定量该种流感病毒、B组注射等量不同种流感病毒,观察两组实验动物的患病情况。
(3)证明血清抗体有治疗作用(以破伤风为例)
①实验鼠(大小、年龄、健康状况等相同)随机均分为A、B两组。
②A、B组注射等量的破伤风毒素,A组再注射从已经获得破伤风免疫力的小鼠体内分离的血清,B组注射等量生理盐水。
③观察两组小鼠的患病情况。
(4)疫苗免疫预防的有效性检验
①将大小、年龄、健康状况等相同的实验动物随机均分为对照组和多个实验组,每组若干只动物。
②对照组的处理:接种不含疫苗的接种剂,一段时间后再接种病毒。
实验组的处理:接种疫苗,和对照组等待相同时间后再接种等量病毒。为确定该疫苗的有效浓度,不同实验组动物需接种不同浓度的病毒疫苗。
③分析实验结果:统计实验组和对照组动物的发病率或检测抗体的生成情况。
(2024·贵州贵阳·模拟预测)情绪的变化会影响体内激素的分泌。面对压力时,一定强度的应激反应有助于发挥潜力、维持内环境的稳态,但强烈且持续的应激会诱发免疫疾病、精神疾病,甚至癌症。如图为人在情绪压力(如疼痛、恐惧等)下,肾上腺皮质、肾上腺髓质和胰岛细胞(甲)参与的应激反应模式图,其中A~F代表激素,细胞a和细胞b来自胰岛组织。
回答下列问题:
(1)在恐惧紧张的环境中,肾上腺髓质分泌的激素C会增加,作用于肝细胞,其作用机理可能与激素 (填字母)相似,协同作用使血糖浓度升高。强烈且持续情绪压力刺激,从免疫角度分析,会产生抗体攻击细胞b引起的血糖调节紊乱属于 病。
(2)激素F的调节属于 轴调控的分级调节,推测情绪压力刺激下,血浆中激素F的含量大于激素E,从分级调节的意义分析,原因是 。
(3)研究发现,注射适量的药物M或切除肾上腺均可以缓解情绪引起压力的长期效应,同时使小鼠代谢下降,因此推测药物M对激素F的分泌具有一定的抑制作用。请以小鼠为材料设计实验证明上述推测是正确的。请写出实验设计的思路: 。
典例三:生长素和其他植物激素的作用
1.(2023·天津·高考真题)研究人员探究植物根部生长素运输情况,得到了生长素运输方向示意图(图1)
(1)生长素从根尖分生区运输到伸长区的运输类型是 。
(2)图2是正常植物和某蛋白N对应基因缺失型的植物根部大小对比及生长素分布对比,据此回答:
(i)N蛋白基因缺失,会导致根部变短,并导致生长素在根部 处(填“表皮”或“中央”)运输受阻。
(ii)如图3,在正常植物细胞中,PIN2蛋白是一种主要分布在植物顶膜的蛋白,推测其功能是将生长素从细胞 运输到细胞 ,根据图3,N蛋白缺失型的植物细胞中,PIN2蛋白分布特点为: 。
(3)根据上述研究,推测N蛋白的作用是: ,从而促进了伸长区细胞伸长。
2.(2023·山西·高考真题)植物的生长发育受多种因素调控。回答下列问题。
(1)细胞增殖是植物生长发育的基础。细胞增殖具有周期性,细胞周期中的分裂间期为分裂期进行物质准备,物质准备过程主要包括 。
(2)植物细胞分裂是由生长素和细胞分裂素协同作用完成的。在促进细胞分裂方面,生长素的主要作用是 ,细胞分裂素的主要作用是 。
(3)给黑暗中生长的幼苗照光后幼苗的形态出现明显变化,在这一过程中感受光信号的受体有 (答出1点即可),除了光,调节植物生长发育的环境因素还有 (答出2点即可)。
一、有关生长素的要点整合
(1)生长素的三种运输
(2)根的向地性和茎的背地性
(3)利用“三看法”判断生长素的作用特点
二、植物激素间的相互关系
(1)明确植物激素的两大作用
(2)生长素与乙烯的相互作用机理
(3)生长素与赤霉素的相互作用机理
三、环境因素参与调节植物的生命活动
四.植物生命活动中多个影响因素之间的关系
(2024·吉林白山·二模)土壤盐碱化会严重影响棉花的产量,但棉花对土壤盐碱化有一定的耐受性,这与Ca2+跨膜运输有关,其机理如图所示,回答下列问题:
(1)将棉花种植在盐碱地(盐胁迫),棉花根细胞的Na+排出细胞的方式是 (填“主动运输”或“被动运输”),据图,判断的依据是 (答出1点即可)。
(2)研究显示,盐胁迫会导致叶绿素的合成减少,据此分析,盐胁迫导致的棉花净光合速率(总光合速率-呼吸速率)下降的原因是 。
(3)据图可知,盐胁迫条件下,细胞内脱落酸浓度升高,激活SNF蛋白,促进基因表达出更多的E蛋白,通过E蛋白可以进一步调节盐胁迫对棉花的影响,使棉花对土壤盐碱化有一定耐受性。由此说明:植物生长发育的调控,是由 和基因表达调控共同调节的。
典例四:植物激素相关实验分析
(2023·湖北·高考真题)乙烯(C2H4)是一种植物激素,对植物的生长发育起重要作用。为研究乙烯作用机制,进行了如下三个实验。
【实验一】乙烯处理植物叶片2小时后,发现该植物基因组中有2689个基因的表达水平升高,2374个基因的表达水平下降。
【实验二】某一稳定遗传的植物突变体甲,失去了对乙烯作用的响应(乙烯不敏感型)。将该突变体与野生型植株杂交,F1植株表型为乙烯不敏感。F1自交产生的F2植株中,乙烯不敏感型与敏感型的植株比例为9:7.
【实验三】科学家发现基因A与植物对乙烯的响应有关,该基因编码一种膜蛋白,推测该蛋白能与乙烯结合。为验证该推测,研究者先构建含基因A的表达载体,将其转入到酵母菌中,筛选出成功表达蛋白A的酵母菌,用放射性同位素14C标记乙烯(14C2H4),再分为对照组和实验组进行实验,其中实验组是用不同浓度的14C2H4与表达有蛋白A的酵母菌混合6小时,通过离心分离酵母菌,再检测酵母菌结合14C2H4的量。结果如图所示。
回答下列问题:
(1)实验一中基因表达水平的变化可通过分析叶肉细胞中的 (填“DNA”或“mRNA”)含量得出。
(2)实验二F2植株出现不敏感型与敏感型比例为9:7的原因是 。
(3)实验三的对照组为:用不同浓度的14C2H4与 混合6小时,通过离心分离酵母菌,再检测酵母菌结合14C2H4的量。
(4)实验三中随着14C2H4相对浓度升高,实验组曲线上升趋势变缓的原因是 。
(5)实验三的结论是 。
一、与生长素的产生、分布和运输相关的实验归纳
(1)验证生长素的产生部位在胚芽鞘的尖端
(2)验证胚芽鞘中生长素的横向运输发生在尖端
(3)验证生长素的极性运输只能从形态学上端向形态学下端运输
二、探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度
三、顶端优势产生原因的实验探究
四、探究植物激素间的相互作用
(2024·湖北·模拟预测)我国是最大的苹果生产国,其栽培面积和年产量均居世界首位。干旱引起的苹果叶片早衰会严重影响果实产量和品质,叶绿素含量降低是叶片衰老的重要标志。某科研团队对苹果叶片衰老的分子机制开展了研究。
(1)相较于正常条件,干旱条件下苹果叶片的光合速率会显著降低,请结合题干信息推测其原因有:①干旱会 ,导致光反应减弱;②干旱会 ,导致暗反应减弱。
(2)M10和M2蛋白在调控叶片衰老中均具有重要作用。该团队为探究M10和M2蛋白与叶片衰老之间的关系,进行了三组实验,结果如图所示。
对照组选用的实验材料为 苹果植株,实验结果初步表明 。
(3)进一步研究表明,干旱条件下植物激素茉莉酸(JA)含量增多加速叶片衰老,调控机理如图所示。请综合上述研究,用符号“+”或“-”将图示补充完整(“+”表示促进或增加,“-”表示抑制或减少)。
(4)据以上信息可知植物生长发育的调控,是由 共同完成的。
1.(2023·广东·高考真题)神经肌肉接头是神经控制骨骼肌收缩的关键结构,其形成机制见图。神经末梢释放的蛋白A与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,该复合物与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使神经递质乙酰胆碱(ACh)的受体(AChR)在突触后膜成簇组装,最终形成成熟的神经肌肉接头。

回答下列问题:
(1)兴奋传至神经末梢,神经肌肉接头突触前膜 内流,随后Ca2+内流使神经递质ACh以 的方式释放,ACh结合AChR使骨骼肌细胞兴奋,产生收缩效应。
(2)重症肌无力是一种神经肌肉接头功能异常的自身免疫疾病,研究者采用抗原抗体结合方法检测患者AChR抗体,大部分呈阳性,少部分呈阴性。为何AChR抗体阴性者仍表现出肌无力症状?为探究该问题,研究者作出假设并进行探究。
①假设一:此类型患者AChR基因突变,不能产生 ,使神经肌肉接头功能丧失,导致肌无力。
为验证该假设,以健康人为对照,检测患者AChR基因,结果显示基因未突变,在此基础上作出假设二。
②假设二:此类型患者存在 的抗体,造成 ,从而不能形成成熟的神经肌肉接头,导致肌无力。
为验证该假设,以健康人为对照,对此类型患者进行抗体检测,抗体检测结果符合预期。
③若想采用实验动物验证假设二提出的致病机制,你的研究思路是 。
2.(2023·山西·高考真题)人在运动时会发生一系列生理变化,机体可通过神经调节和体液调节维持内环境的稳态。回答下列问题。
(1)运动时,某种自主神经的活动占优势使心跳加快,这种自主神经是 。
(2)剧烈运动时,机体耗氧量增加、葡萄糖氧化分解产生大量CO2,CO2进入血液使呼吸运动加快。CO2使呼吸运动加快的原因是 。
(3)运动时葡萄糖消耗加快,胰高血糖素等激素分泌增加,以维持血糖相对稳定。胰高血糖素在升高血糖浓度方面所起的作用是 。
(4)运动中出汗失水导致细胞外液渗透压升高,垂体释放的某种激素增加,促进肾小管、集合管对水的重吸收,该激素是 。若大量失水使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,可使醛固酮分泌增加。醛固酮的主要生理功能是 。
3.(2023·全国·高考真题)某研究小组以某种哺乳动物(动物甲)为对象研究水盐平衡调节,发现动物达到一定程度时,尿量明显减少并出现主动饮水行为;而大量饮用清水后,尿量增加。回答下列问题。
(1)哺乳动物水盐平衡的调节中枢位于 。
(2)动物甲大量失水后,其单位体积细胞外液中溶质微粒的数目会 ,信息被机体内的某种感受器感受后,动物甲便会产生一种感觉即 ,进而主动饮水。
(3)请从水盐平衡调节的角度分析,动物甲大量饮水后尿量增加的原因是 。
4.(2022·全国·高考真题)人体免疫系统对维持机体健康具有重要作用。机体初次和再次感染同一种病毒后,体内特异性抗体浓度变化如图所示。回答下列问题。
(1)免疫细胞是免疫系统的重要组成成分,人体T细胞成熟的场所是 ;体液免疫过程中,能产生大量特异性抗体的细胞是 。
(2)体液免疫过程中,抗体和病毒结合后病毒最终被清除的方式是 。
(3)病毒再次感染使机体内抗体浓度激增且保持较长时间(如图所示),此时抗体浓度激增的原因是 。
(4)依据图中所示的抗体浓度变化规律,为了获得更好的免疫效果,宜采取的疫苗接种措施是

5.(2023·山东·高考真题)研究显示,糖尿病患者由于大脑海马神经元中蛋白Tau过度磷酸化,导致记忆力减退。细胞自噬能促进过度磷酸化的蛋白Tau降解,该过程受蛋白激酶cPKCγ的调控。为探究相关机理,以小鼠等为材料进行了以下实验。
实验I:探究高糖环境和蛋白激酶cPKCγ对离体小鼠海马神经元自噬的影响。配制含有5mmol/L葡萄糖的培养液模拟正常小鼠的体液环境。将各组细胞分别置于等量培养液中,A组培养液不处理,B组培养液中加入75mmol/L的X试剂1mL,C组培养液中加入75mmol/L葡萄糖溶液1mL。实验结果见图甲。
实验Ⅱ:通过水迷宫实验检测小鼠的记忆能力,连续5天测量4组小鼠的逃避潜伏期,结果见图乙。逃避潜伏期与记忆能力呈负相关,实验中的糖尿病记忆力减退模型小鼠(TD小鼠)通过注射药物STZ制备。

(1)人体中血糖的来源有 (答出2个方面的来源即可)。已知STZ是通过破坏某种细胞引起了小鼠血糖升高,据此推测,这种细胞是 。
(2)实验I的C组中,在含5mmol/L葡萄糖的培养液中加入75mmol/L葡萄糖溶液后,细胞吸水、体积变大,说明加入该浓度葡萄糖溶液后培养液的渗透压 (填“升高”或“降低”),B组实验结果可说明渗透压的变化对C组结果 (填“有”或“没有”)干扰。图甲中A组和C组的实验结果说明蛋白激酶cPKCγ对海马神经元自噬水平的影响是 。
(3)图乙中a、b两条曲线所对应的实验动物分别是 (填标号)。
①正常小鼠 ②敲除cPKCγ基因的小鼠 ③TD小鼠 ④敲除cPKCγ基因的TD小鼠
对TD小鼠进行干预后,小鼠的记忆能力得到显著提高。基于本研究,写出2种可能的干预思路:

6.(2023·北京·高考真题)细胞膜的选择透过性与细胞膜的静息电位密切相关。科学家以哺乳动物骨骼肌细胞为材料,研究了静息电位形成的机制。
(1)骨骼肌细胞膜的主要成分是 ,膜的基本支架是 。
(2)假设初始状态下,膜两侧正负电荷均相等,且膜内K+浓度高于膜外。在静息电位形成过程中,当膜仅对K+具有通透性时,K+顺浓度梯度向膜外流动,膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加,对K+进一步外流起阻碍作用,最终K+跨膜流动达到平衡,形成稳定的跨膜静电场,此时膜两侧的电位表现是 。K+静电场强度只能通过公式“K+静电场强度(mV)”计算得出。
(3)骨骼肌细胞处于静息状态时,实验测得膜的静息电位为-90mV,膜内、外K+浓度依次为155mmoL/L和4mmoL/L(),此时没有K+跨膜净流动。
①静息状态下,K+静电场强度为 mV,与静息电位实测值接近,推测K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
②为证明①中的推测,研究者梯度增加细胞外K+浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的值
,则可验证此假设。
7.(2023·湖南·高考真题)长时程增强(LTP)是突触前纤维受到高频刺激后,突触传递强度增强且能持续数小时至几天的电现象,与人的长时记忆有关。下图是海马区某侧支LTP产生机制示意图,回答下列问题:
(1)依据以上机制示意图,LTP的发生属于 (填“正”或“负”)反馈调节。
(2)若阻断NMDA受体作用,再高频刺激突触前膜,未诱发LTP,但出现了突触后膜电现象。据图推断,该电现象与 内流有关。
(3)为了探讨L蛋白的自身磷酸化位点(图中α位和β位)对L蛋白自我激活的影响,研究人员构建了四种突变小鼠甲、乙、丙和丁,并开展了相关实验,结果如表所示:
正常 小鼠 甲 乙 丙 丁
α位突变为缬氨酸,该位点不发生自身磷酸化 α位突变为天冬氨酸,阻断Ca2+/钙调蛋白复合体与L蛋白结合 β位突变为丙氨酸,该位点不发生自身磷酸化 L蛋白编码基因确缺失
L蛋白活性 + ++++ ++++ + -
高频刺激 有LTP 有LTP 无LTP 无LTP
注:“+”多少表示活性强弱,“-”表示无活性。
据此分析:
①小鼠乙在高频刺激后 (填“有”或“无”)LTP现象,原因是
;
②α位的自身磷酸化可能对L蛋白活性具有 作用。
③在甲、乙和丁实验组中,无L蛋白β位自身磷酸化的组是 。
8.(2022·北京·高考真题)干旱可诱导植物体内脱落酸(ABA)增加,以减少失水,但干旱促进ABA合成的机制尚不明确。研究者发现一种分泌型短肽(C)在此过程中起重要作用。
(1)C由其前体肽加工而成,该前体肽在内质网上的 合成。
(2)分别用微量(0.1μmol·L-1)的C或ABA处理拟南芥根部后,检测叶片气孔开度,结果如下图1。据图1可知,C和ABA均能够 ,从而减少失水。
(3)已知N是催化ABA生物合成的关键酶。研究表明C可能通过促进N基因表达,进而促进ABA合成。图2中支持这一结论的证据是,经干旱处理后 。
(4)实验表明,野生型植物经干旱处理后,C在根中的表达远高于叶片;在根部外施的C可运输到叶片中。因此设想,干旱下根合成C运输到叶片促进N基因的表达。为验证此设想,进行了如下表所示的嫁接实验,干旱处理后,检测接穗叶片中C含量,又检测了其中N基因的表达水平。以接穗与砧木均为野生型的植株经干旱处理后的N基因表达量为参照值,在表中填写假设成立时,与参照值相比N基因表达量的预期结果(用“远低于”、“远高于”、“相近”表示)。① ;② 。
接穗 野生型 突变体 突变体
砧木 野生型 突变体 野生型
接穗叶片中N基因的表达量 参照值 ① ②
注:突变体为C基因缺失突变体
(5)研究者认为C也属于植物激素,作出此判断的依据是 。这一新发现扩展了人们对植物激素化学本质的认识。
9.(2023·河北·高考真题)采食减少是动物被感染后的适应性行为,可促进脂肪分解,产生β-羟基丁酸(BHB)为机体供能。研究者用流感病毒(IAV)感染小鼠,之后统计其采食量并测定血中葡萄糖和BHB水平,结果见图1。测定BHB对体外培养的CD4+T细胞(一种辅助性T细胞)增殖及分泌干扰素-γ水平的影响,结果见图2。已知干扰素-γ具有促免疫作用。
回答下列问题:
(1)小鼠感染IAV后,胰岛 细胞分泌的 增多,从而促进 的分解及非糖物质的转化以维持血糖水平。
(2)IAV感染引发小鼠内环境改变,导致支配胃肠的 神经活动占据优势,胃肠蠕动及消化腺分泌减弱,此过程属于 反射。
(3)侵入机体的IAV经 摄取和加工处理,激活CD4+T细胞。活化的CD4+T细胞促进细胞毒性T细胞生成,增强机体 免疫。
(4)小鼠感染期采食量下降有利于提高其免疫力。据图分析,其机理为 。
10.(2023·重庆·高考真题)某些过敏性哮喘患者体内B细胞活化的部分机制如图所示,呼吸道上皮细胞接触过敏原后,分泌细胞因子IL-33,活化肺部的免疫细胞ILC2.活化的ILC2细胞分泌细胞因子IL-4,参与B细胞的激活。
(1)除了IL-4等细胞因子外,B细胞活化还需要的信号有 。过敏原再次进入机体,激活肥大细胞释放组(织)胺,肥大细胞被激活的过程是 。
(2)研究发现,肺中部分神经元释放的多巴胺可作用于ILC2细胞。通过小鼠哮喘模型,发现哮喘小鼠肺组织中多巴胺含量较对照组明显下降,推测多巴胺对ILC2细胞释放IL-4的作用为 (填“抑制”或“促进”)。对哮喘小鼠静脉注射多巴胺,待其进入肺部发挥作用后,与未注射多巴胺的哮喘小鼠相比,分泌IL-33、过敏原特异性抗体和组(织)胺的含量会 、 和 。
(3)以上研究说明,机体维持稳态的主要调节机制是 。
1.(23-24高三下·湖南·阶段练习)北京大学罗冬根团队发现了果蝇的一种新的视觉信号传递模式:一细胞、两递质。果蝇复眼的光感受细胞(R8)同时释放两种神经递质来分离视觉信号,其中组胺(Histamine)介导精细的运动视觉,而乙酰胆碱(ACh)通过作用于AMA神经元来调节昼夜节律。每个AMA神经元的树突像巨伞一样延伸覆盖了整个视觉脑区,且不同AMA神经元间通过突触连接在一起,从而整合大视野光亮度信息。具体机制如图所示。请回答问题:
Vision split via cotransmission
图示说明:Vision split via cotransmission:通过共同传输实现视觉分离;Ort:组胺受体;AChR:乙酰胆碱受体;Feedback:反馈;未翻译的不在图中标注。
(1)AMA神经元的树突具有的功能是 。在人脑中,生物昼夜节律调节中枢位于 。
(2)组胺作用于其受体后,突触后膜内的电位变化是 ,图中显示组胺、乙酰胆碱的释放存在反馈调节,意义是 。组胺和乙酰胆碱间还存在相互调控,这属于反馈调节吗? 。
(3)光感受细胞(R8)这种“一细胞、两递质”功能的优点是 (答1点)。
(4)研究发现某种药物X的副作用是影响光感受细胞对光信号的处理,但不清楚其作用的对象是组胺还是乙酰胆碱。请利用相关抑制剂处理,简要写出进一步研究的思路: 。
2.(2024·陕西商洛·模拟预测)人类膝盖下有块韧带,在自然放松时,如果用橡皮锤轻轻敲打,就会发生不能自我控制的小腿运动反射,被称为膝跳反射,它是医生检查某些脊髓疾病的常见手段。部分运动神经元疾病的患者可能会出现膝跳反射加强的现象。下图1为膝跳反射模式图(“+”表示兴奋性突触,“—”表示抑制性突触),踢小腿时,伸肌收缩的同时屈肌舒张,图2为突触b模式图,回答下列问题:

(1)图1中反射弧的效应器是 。如果刺激髌骨下韧带,动作为踢小腿,该过程中突触后膜电位转变为“内正外负”的突触有 (填字母),屈肌舒张的原因是 。
(2)人在跑步时,神经调节活动占优势,能使心跳加快、血管收缩,但是当运动停止后,心跳并不立即恢复到正常水平,原因是 。
(3)兴奋传至突触b时,突触前膜兴奋,释放乙酰胆碱的过程体现了细胞膜具有 ,乙酰胆碱扩散到突触后膜与受体结合,突触后膜上的信号变化是 。研究发现,肌细胞外Ca2+会竞争性抑制Na+内流,从而影响伸肌细胞的兴奋性。据此分析,血钙过低会引起突触后膜的动作电位 (填“增大”“不变”或“减小”),常常引发 (填“肌肉抽搐”或“肌肉不能收缩”)。
3.(2024·四川成都·二模)甲状腺功能亢进(简称甲亢)是由于甲状腺激素合成和分泌过多所致,老年甲亢患者骨密度呈下降趋势。某医院选取100例老年甲亢患者均分为两组,甲组给予甲巯咪唑治疗,乙组同时给予甲巯咪唑和碘131治疗,治疗前后检测相关激素含量和骨密度(相对值),结果如图所示。回答下列问题:
(1)甲状腺合成和分泌的甲状腺激素会通过 运输运到全身,该激素的作用是 (答出2点)。
(2)甲组给予甲巯咪唑治疗后,与治疗前相比,血浆中甲状腺激素的含量降低,据图推测甲巯咪唑的作用可能是 。图中显示,治疗后促甲状腺激素含量乙组比甲组更高,原因可能是 。
(3)根据实验结果分析,与甲组相比,乙组治疗老年甲亢的效果更好,判断依据是
(答出2点)。
4.(2024·山东聊城·一模)2024年2月17日晚八点,中华人民共和国第十四届冬季运动会开幕式在内蒙古冰上运动训练中心举行。而1月14日“十四冬”高山滑雪项目就在北京市延庆赛区的国家高山滑雪中心开赛了。速度滑雪运动有助于增进身心健康,提高机体心肺功能,增强防寒能力。运动员在训练过程中,机体对外界有一系列适应的变化,回答下列问题:
(1)速度滑雪开始时,人体受到寒冷刺激后,冷刺激刺激会被皮肤中的 转化为神经信号,并通过传入神经到达位于 的体温调节中枢,中枢会发出信号通过传出神经到达效应器使皮肤会出现 等现象导致机体散热减少,同时肌肉和肝脏等产热增多维持体温恒定。
(2)速度滑雪能促进机体代谢增强,大量消耗葡萄糖,导致血糖含量下降,此时,胰岛分泌 增多,以保证血糖平衡。人体分泌的激素通过体液发挥调节作用,与神经调节相比,体液调节的特点有
(答出两点即可)。
较长时间生活在冷环境中会使人和动物的产热能力增强,将黑线仓鼠置于冷环境(低于10℃)中驯化一段时间后,体内甲状腺激素的分泌会发生变化,调节机体产热量。请设计实验,验证冷驯化与血浆甲状腺激素浓度之间的关系,简要写出实验方案和预期结果

5.(2024·吉林白山·二模)人视网膜上的感光细胞ipRGC能感受光刺激,对蓝光刺激比红光敏感。夜间过多光源暴露显著增加糖尿病等代谢疾病风险,这与光刺激后通过神经通路调节脂肪细胞的代谢有关,其途径如下图。回答下列问题:
ipRGC在蓝光的刺激下可作用于小鼠脑中相关神经通路,说明ipRGC在神经调节中具有的功能是
,蓝光刺激后小鼠血糖水平上升幅度增加,但仍可降低至空腹水平并保持相对稳定,试从激素调节和反馈调节的角度分析其调节简要过程:

(2)胰岛素由 分泌,胰岛素缺乏引起的糖尿病,其患者往往身体消瘦,从胰岛素的功能方面思考,其原因是 。
(3)若要通过实验验证光影响了图中所示的“棕色脂肪组织的产热调节途径”,请写出针对实验组小鼠可采取的处理措施: (答出1点即可)。
6.(23-24高三下·山东·开学考试)阳生植物在高密度种植时为了获得足够的光源,会增加营养生长而减少生殖生长,引起一系列的表型变化,被称为避荫反应。红光(R)与远红光(FR)比例变化是引起植物发生避荫反应的重要信号。光合作用效率最大的光是蓝紫光和红光,而远红光几乎不能被植物吸收用于光合作用。给予植物一定比例的红光和远红光(R/FR)处理,可以模拟植物荫影环境(SH)下引发的避荫反应。正常白光处理组为对照组(WL)。科研人员探究了番茄在荫影环境(SH)下的避荫反应特征及可能的内在分子机制。结果及相关数据如图一所示:
模拟植物荫影环境应该 (填“升高”或“降低”)R/FR 比值,原因是

(2)荫影环境下番茄所结果实重量下降,根据图一信息推测可能原因:① 合成量减少,光反应受阻, 生成速率降低,进而影响了暗反应的进行,降低了光合产物的制造量;② 。据此提示:如果农业生产实践中番茄种植密度偏高,提高番茄产量应该采取的措施有: 。(答出一条即可)
(3)植物感知光信号据此调整生长发育,说明植物具有接受光信号的受体分子,如光敏色素(friop、friself、tri/phyB1、phyB2)、蓝光受体(cryl)等。实验中对番茄不同光受体的突变体进行了表型检测,如图二所示。由实验结果推知:主要吸收红光和远红光并感受其变化,在调控荫影下番茄的节间伸长方面发挥主要作用的受体分子是 ,原因是 。光敏色素在促进节间长度增加的原因是 。
7.(2024·湖北·模拟预测)排尿是一种复杂的反射活动。下图1是排尿反射的反射弧示意图,其中,膀胱逼尿肌和尿道内括约肌由自主神经控制,不受意识支配。尿道外括约肌由躯体运动神经控制,受意识支配。图2是图1中膀胱及周围部位的放大示意图。回答下列问题:
(1)图1中,排尿反射反射弧的效应器包括传出神经末梢及其支配的 。
(2)膀胱逼尿肌和尿道内括约肌均由自主神经支配,但尿道外括约肌却由躯体运动神经支配,两类传出神经协调配合对机体排尿的积极意义是 。成年人突然受惊吓后可能会尿失禁,原因是 。
(3)图2中,腹下神经释放的NE(去甲肾上腺素)一方面促进膀胱逼尿肌舒张,另一方面也会促进尿道内括约肌收缩。同一神经递质在两部位的效果截然相反,原因是 。ACh(乙酰胆碱)的作用效果与NE刚好相反,若使用药物抑制图2中传出神经ACh的释放,可能带来的结果是 。
(4)进入尿道的尿液会刺激尿道感受器,神经冲动传入脊髓,进一步加强排尿中枢活动,促进逼尿肌收缩。膀胱逼尿肌收缩又促进尿液进入尿道,再次传导兴奋到脊髓,如此反复。这一调节机制叫做 (填“正”或“负”)反馈调节,这一调节机制对机体排尿的意义是 。
8.(2024·河北·二模)2023年杭州亚运会花样游泳集体项目中,中国队夺得金牌。在激烈的比赛中,游泳运动员机体内发生了一系列的生理变化。回答下列问题。
(1)听到发令枪响后,运动员迅速做出动作开始比赛,该反射属于 反射(填“条件”或“非条件”),其最高级中枢位于 。
(2)神经元与肌肉细胞之间通过突触联系,动作电位传到肌纤维内部可引起肌肉收缩。肌细胞膜产生动作电位的过程中,膜内外电位差始终促进 (填离子)的内流。
(3)剧烈运动后运动员会出现肌肉酸痛症状,主要是因为肌肉细胞进行 积累了较多的乳酸,该物质 (填“属于”或“不属于”)内环境组成成分。内环境中的酸碱度运动前后能保持相对稳定,原因是 。
(4)乙酰胆碱酯酶(AchE)可催化乙酰胆碱分解,终止乙酰胆碱对突触后膜的兴奋作用。为进一步探究不同负荷的游泳运动对空间学习记忆能力的影响,某研究团队做了如下实验:选取体重、年龄等身体状况相似的成年雄性大鼠若干只,将其分为对照组、低负荷运动组(每天15min)、中负荷运动组(每天30min)和高负荷运动组(每天不少于2h,力竭标准),以大脑皮层和海马组织中的AchE活性为指标进行检测,结果如下表所示。
组别 对照组 低负荷组 中负荷组 高负荷组
大脑皮层(U/mg) 0.69 0.58 0.51 0.52
海马组织(U/mg) 0.77 0.56 0.50 0.73
据结果推测,适量负荷运动可能导致大鼠 ,进而提高空间学习记忆能力,但高负荷运动效果并不理想。请根据此项研究结果,为同学们提出改善学习记忆能力的合理建议是 。
9.(2024·辽宁辽阳·一模)机体摄入酒精(主要成分是乙醇)可能引发酒精中毒,酒精中毒导致的酒精性肝损伤和脑损伤对机体健康影响极大。机体摄入的酒精大部分在肝脏细胞中通过氧化代谢而清除,酒精的代谢途径如图所示。回答以下问题:
(1)酒精经机体摄入后到达肝脏中被氧化代谢,需要经过的内环境有 。
(2)酒精代谢生成的二氧化碳会进入血浆,但血浆的pH一般能维持相对稳定,原因是 。
(3)一次性服用过量酒精会导致急性酒精中毒。古书籍中记载葛根具有解酒保肝功能。为探究葛根解酒保肝的作用机制,研究人员设置了三组实验:空白对照组以健康小鼠为实验材料,实验组以急性酒精中毒小鼠模型为实验材料,并分为模型组和治疗组,治疗组灌胃适量葛根提取液,一段时间后检测相关指标,结果如图所示。
①空白对照组的处理方法是 ,模型组小鼠走路不稳可能与 功能受影响有关。
②根据实验结果推测葛根提取物解酒保肝的作用机制可能是 。
10.(2024·湖北·模拟预测)T细胞在发育过程中细胞膜表面会形成识别抗原的受体,具有抗原受体的未成熟T细胞若能与机体自身抗原结合,则被诱导凋亡或处于失能状态,此过程称为阴性选择。
(1)抗原受体形成时不仅发生了一系列基因的有序表达,而且还发生了多个基因片段的重新排列和连接。T细胞抗原受体形成过程中发生了细胞 ,细胞的遗传信息 (填“发生”或“未发生”)改变。
(2)一个成熟T细胞只形成一种抗原受体,但人体内T细胞可以识别自然界种类繁多的抗原,结合上述信息分析原因是 。
(3)抗原可分为TD抗原和TI抗原,刺激机体发生免疫反应过程的区别见下表。 抗原刺激B细胞增殖分化为浆细胞不需要辅助性T细胞参与。TI抗原能刺激机体产生的特异性免疫类型是

抗原类型 抗原的特征 TD抗原 TI抗原
先天性无胸腺的个体是否产生抗体 否 是
正常个体T细胞是否被激活 是 否
(4)只存在于雄性小鼠体内而不存在于雌性小鼠体内的蛋白质M可被抗原受体N特异性识别。 性别小鼠体内携带抗原受体N的未成熟T细胞在发育过程中会被诱导凋亡或失能。阴性选择的意义是 。

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